玉米穗粒重和产量调控基因KWE2、其编码蛋白、功能标记、表达载体及应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114958867A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210524175.7A01H6/46(2018.01)(22)申请日2022.05.14C12N1/21(2006.01)C12Q1/6895(2018.01)(71)申请人河南农业大学C12Q1/6858(2018.01)地址450002河南省郑州市金水区农业路C12N15/11(2006.01)63号C12R1/01(2006.01)(72)发明人汤继华付志远丁冬李卫华王雅菲宗军(74)专利代理机构郑州盈派知识产权代理事务所(普通合伙)41196专利代理师樊羿张晓辉(51)Int.Cl.C12N15/29(2006.01)C07K14/415(2006.01)C12N15/84(2006.01)A01H5/10(2018.01)权利要求书2页说明书9页序列表8页附图8页(54)发明名称玉米穗粒重和产量调控基因KWE2、其编码蛋白、功能标记、表达载体及应用(57)摘要本发明公开了一种玉米穗粒重和产量调控基因KWE2、其编码蛋白、功能标记、表达载体及应用；本发明克隆了控制玉米穗粒重和产量的KWE2基因，并鉴定到导致KWE2基因差异表达的功能核苷酸序列，开发了其功能分子标记InDel1，提供了其利用途径；另一方面，对KWE2基因进行CRISPR/Cas9敲除，并利用敲除突变体（KN5585背景）和Mu插入突变体（W22背景）与常规自交系杂交，明确了KWE2基因对穗粒重、百粒重、产量、株高等性状表现的影响；并基于玉米KWE2在水稻、拟南芥中的同源基因，创制相应的敲除突变，明确其在多个重要农艺性状上对产量的提高作用和对杂种优势表现的增强作用；为利用KWE2基因提高多种农作物产量和调节杂种优势提供了技术支撑。CN114958867ACN114958867A权利要求书1/2页1.一种穗粒重和产量调控基因KWE2，其核苷酸序列为下组中的至少一种：（1）如SEQIDNO.1或SEQIDNO.2所示的DNA分子；（2）如SEQIDNO.3所示的cDNA分子；（3）在SEQIDNO.1、SEQIDNO.2或SEQIDNO.3的基础之上经过一至数个碱基替换和/或一至数个碱基的插入和/或缺失以及大片段的核苷酸序列插入/缺失/移位/倒位所形成的能影响产量相关性状表型的DNA分子；（4）能够与SEQIDNO.1、SEQIDNO.2或SEQIDNO.3的核苷酸序列在中等严格杂交条件下杂交且影响产量相关性状的核苷酸序列；（5）与SEQIDNO.1、SEQIDNO.2或SEQIDNO.3的核苷酸序列具有80%以上同源性且影响产量相关性状的核苷酸序列。2.一种穗粒重和产量调控基因KWE2的编码蛋白，其氨基酸序列为下组中的至少一种：（1）由SEQIDNO.1、SEQIDNO.2或SEQIDNO.3所编码的氨基酸序列组成的蛋白质，如SEQIDNO.4所示；（2）由SEQIDNO.4经过一个或数个氨基酸残基的取代、缺失和/或添加且具有影响产量相关性状的蛋白质；（3）与SEQIDNO.4的氨基酸序列具有70%以上同源性且影响产量相关性状的氨基酸序列。3.一种用于调控权利要求1所述穗粒重和产量基因KWE2表达的启动子，其核苷酸序列为下组中的至少一种：（1）如SEQIDNO.5、SEQIDNO.6或SEQIDNO.7所示DNA序列；（2）SEQIDNO.5、SEQIDNO.6或SEQIDNO.7经过一至数个碱基替换和/或一至数个碱基的插入和/或缺失以及大片段的核苷酸序列插入/缺失/移位/倒位所形成的能影响SEQIDNO.1、SEQIDNO.2或SEQIDNO.3转录水平的核苷酸序列。4.一种含有权利要求1所述穗粒重和产量调控基因KWE2或/和权利要求3所述启动子的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或者重组菌。5.一种穗粒重和产量基因KWE2的InDel1标记，其特征在于，基于玉米参考基因组B73第四版在Zm00001d002882起始密码子上游732bp处lx9801和lx9801KWE2之间存在一个209bp的插入/缺失。6.一种基于权利要求5所述InDel1标记的引物对，其序列如下：F:5’GTCAGCCCAGAACAAACG3’，R:5’GGTCCCACGAGAAGAACG3’。7.权利要求1所述基因KWE2、权利要求3所述启动子、权利要求5所述InDel1标记在植物性状改良、产量调控或/和杂种优势品种/品系选育中的应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，使植物基因KWE2沉默/下调表达。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：构建植物KWE2基因的敲除载体或沉默载体并转化植物，培养并筛选出对应的纯合