[发明专利]一种利用光敏基因创制避荫性玉米种质的方法

说明书

技术领域

在本发明属于植物转基因技术及作物遗传育种领域，具体涉及一种利用光敏基因创制避荫性玉米种质的方法。

背景技术

随着耕地面积的日益减少，人们对玉米的需求量越来越大，提高玉米的产量是我国主要的生产目标。要提高玉米产量，选育优良的玉米种质是关键，而转基因育种技术是与常规育种方法相比更为经济有效的措施之一。

在影响玉米产量的多种因子中，光信号尤为重要，光不仅作为一种能源，还作为一种重要的环境信号。光敏色素在植物个体发育过程中作为主要的光受体，发挥了重要的作用。在植物中，光敏色素通常为几个同源基因构成一基因家族，在各个物种中都有其独特的基因家族，功能也有一些特殊的变化。

从有关光敏色素研究可以看出光敏色素对作物的产量有着直接的影响。如：Alexandra等人利用拟南芥PhyB基因转化马铃薯，最终使马铃薯块茎产量增加。Boccalandro等人也利用拟南芥PhyB基因转化马铃薯，转基因植株在田间种植的结果显示可增加光和效率并且高度密植时避阴性反应很弱。Kong等人将拟南芥PhyA基因转入水稻后,都使水稻产量增加,并改善了水稻的农艺性状。但迄今为止，还尚未见到有关利用光敏色素基因在玉米株型育种上发挥作用，培育适应合理密植的玉米品种的相关报道。

本发明利用光敏色素信号通路对玉米光敏色素性状进行改造，将玉米中光敏色素基因再转入玉米中，提高玉米避荫性，改良玉米品质及特性，进而提高其产量。另外，本发明选择的是玉米内源的光敏色素基因进行研究，其原因是因为目前为止，基本都是通过转外源光敏色素基因来进行修饰作物性状，如将拟南芥的光敏色素转入水稻、小麦、马铃薯、棉花等等。对于转内源光敏色素基因还未有研究。外源基因转入受体中，可能会造成基因排斥，使得基因不易转入，即使成功转入也可能会造成基因沉默。而转内源基因大大增加转基因株系阳性率，减小基因沉默的可能。因此，本发明对玉米种质的发展及改善玉米避荫性有着均有较大的价值和意义。

发明内容

本发明的主要目的就是针对玉米避荫性问题，提供一种利用光敏色素基因在玉米中过表达，引起植物光信号机制的有利变化，从而改良植物的株型和避荫性的新途径。

本发明所提供的创制避荫性玉米种质的方法包括将光敏色素基因家族中的PhyA1、PhyA2、PhyB1基因分别导入玉米，得到光敏色素基因过量表达的转基因玉米后，进行田间试验筛选和创制避荫性优良的玉米种质的步骤。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

（1）植基因表达载体的构建：

1）目的基因的获得：从玉米B73中分别扩增得到玉米内源光敏色素基因PhyA1、PhyA2、PhyB1；送公司测序后将扩增序列正确的目的基因产物保存在4℃冰箱备用；

2）载体大片段的获得：

植物表达载体大片段（pTF101.1-Ubi-T-nos）：

在pTF101.1基础载体上（其中含有Bar基因作为筛选基因），添加启动子Ubiquitin、终止子T-NOS后构建的新的表达载体，光敏色素基因（PhyA1、PhyA2、PhyB1）将插入在pTF101.1-Ubi-T-nos载体T-DNA区中BamHI和SmaI酶切位点间，启动此目的基因表达的是玉米泛素化启动子Ubiquitin，终止此目的基因表达的是T-nos终止子；

植物表达载体大片段（pCUbi1390）：

其T-DNA区中含有潮霉素磷酸转移酶（HPT）选择标记基因和启动潮霉素磷酸转移酶（HPT）的CaMV35S启动子，玉米光敏色素基因（PhyA1、PhyA2、PhyB1）将插入在T-DNA区中BamHI和SpeI酶切位点间，启动目的基因表达的是玉米泛素化启动子Ubiquitin,终止目的基因表达的是T-nos终止子；