[发明专利]一种调控拟南芥苗期营养体大、早花和粒重增加的玉米基因ZmGRAS37及其应用

说明书

本发明提供了一种调控拟南芥苗期营养体大、早花和粒重增加的玉米基因ZmGRAS37及其应用。本发明从玉米中分离和克隆到基因ZmGRAS37，将ZmGRAS37的cDNA序列连接到35S启动子启动的表达载体pPZP211上，利用农杆菌侵染法侵染转化拟南芥，实验结果表明该基因可以使模式植物拟南芥在苗期出现营养体大，并且有早花和粒重增加等性状。进化树分析结果显示，模式植物拟南芥中无该基因的直接同源基因，但该基因与禾本科植物高粱、玉米的同源性较高，说明该基因是禾本科植物所特有的GRAS家族基因；鉴于该基因在禾本科植物中的保守性以及在转基因拟南芥中呈现的表型，证明该基因具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种调控拟南芥苗期营养体大、早花和粒重增加的玉米基因ZmGRAS37及其应用。

背景技术

我国黄淮海区域的农业生产主要是小麦和玉米的轮作。由于玉米的生产趋向于麦收后机器直播和成熟后机器收获，育种工作中迫切需要培育生育期短的玉米品种。作物营养体大能够显著地增加作物的光合效率，提高以获得营养体为目的的作物的产量；适度的早花能够缩短作物的生育期，提高品种的适应性，因而是重要的作物农艺性状。因此获得更多的营养体大、早花以及粒重增加的转基因作物，可以显著地促进玉米、水稻等禾本科植物的分子设计育种工作。

GRAS蛋白是植物中特有的蛋白家族，它的名字来源于植物界中首先发现的三个GRAS蛋白成员GAI [GA (GIBBERELLICACID)-INSENSITIVE], RGA (REPRESSOR OF GAI)和SCR (SCARECROW) (Pysh et al., 1999)。GRAS基因家族被称为基因的“绿色革命”，对该家族的研究已经有超过十年的历史，目前发现GRAS蛋白家族涉及到植物转录水平调控和控制植物生长发育的多种信号转导途径(Bolle et al. 2004)。目前，在294种陆生植物中已经发现，GRAS基因具有1035种序列(Sun et al. 2012)。对不同物种的GRAS蛋白进行的分析揭示了它们具有一个相似的亚家族分支，包括十个亚家族，这些亚家族的名称是以家族内部的一个成员或者一个通用的基序来命名的，分别是：AtLAS (Arabidopsis LATERALSUPPRESSOR), AtSCL (Arabidopsis SCR-like), HAM (HAIRY MERISTEM), AtSCR(Arabidopsis SCR), DLT (DWARF AND LOW TILLERING), AtSCL3, DELLA, AtPAT1[Arabidopsis pat (phytochrome A signal transduction) 1-1], AtSHR [ArabidopsisSHR (SHORTROOT)] and LISCL (Lilium longiflorum SCR-like) (Bolle et al. 2004,Tian et al.2004, Sun et al. 2011, Lim et al. 2005, Sanchez et al. 2007)。目前仍然有一部分GRAS蛋白还没有发现合适的亚家族，需要后续的研究。