[发明专利]一种基于ZmMIKC2a基因调节玉米籽粒淀粉含量的方法

说明书

本发明公开了一种基于ZmMIKC2a基因调节玉米籽粒淀粉含量的方法，属于基因工程技术领域，包括：I)构建ZmMIKC2a基因过量表达载体，得到ZmMIKC2a基因过量表达植株；II)将目的玉米中的ZmMIKC2a基因敲除，获得ZmMIKC2a基因缺失植株。该方法利用ZmMIKC2a基因对玉米籽粒淀粉合成相关基因的正调控作用，通过基因工程的方法提高或降低目的玉米中直链淀粉含量和直链淀粉/总淀粉比例，获得具有高直链淀粉/低支链淀粉或高支链淀粉/低直链淀粉的转基因玉米新品种，对利用基因工程技术开发具有特定功能的转基因玉米新品种具有重要的实践意义。

技术领域

本发明涉及的是基因工程的技术领域，尤其涉及的是一种基于ZmMIKC2a基因调节玉米籽粒淀粉含量的方法。

背景技术

玉米在人类的各类生产生活中占据着重要的位置，它不仅是主要的粮食作物，更是各类生产中主要的淀粉来源。我国研究人员在提高玉米产量上做出了重要的贡献，但对改善玉米品质方面的研究较少。淀粉作为植物种子胚乳的主要组成成分，其含量和品质直接影响着种子的品质。因此，研究淀粉合成的调控对于提高种子的品质具有重要意义。

淀粉根据结构不同分为直链淀粉和支链淀粉，淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比例以及支链淀粉的分支链结构决定着玉米品质，同时直链淀粉和直链淀粉之间的比例还决定着淀粉的用途，高直链和低支链的淀粉可以用于食品、医药、环保、纺织等领域，而低直链和高支链的淀粉可用在食品行业。直链淀粉生产的可再生、可降解膜应用于农用薄膜加工业和包装工业，可以减少工业废气及减弱温室效应气体的释放，高直链淀粉还是生产光解塑料的最佳原料，用于一次性餐具，是解决日益严重的“白色污染”的有效途径；支链淀粉具有更好的薪性，可增加膨化食品的体积，作为食品添加剂具有不同于直链淀粉的效果，在黏合剂领域具有较多应用。普通玉米中直链淀粉的含量一般约为25％，支链淀粉约为75％，如何调节和改善直链和支链淀粉含量的平衡度，需要深入开展对淀粉生物代谢途径的研究，不仅对完善淀粉代谢途径有重要的理论意义，而且对作物品质的遗传改良，培育具有独特品质或新型淀粉品质的材料具有重要的理论和实践意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于ZmMIKC2a基因调节玉米籽粒淀粉含量的方法，以提供一种能够提高或降低玉米籽粒直链淀粉含量及直链淀粉/总淀粉比例的方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种基于ZmMIKC2a基因调节玉米籽粒淀粉含量的方法，包括：

I)构建ZmMIKC2a基因过量表达载体，将过量表达载体导入目的玉米，得到ZmMIKC2a基因过量表达植株；或者：

II)将目的玉米中的ZmMIKC2a基因敲除，获得ZmMIKC2a基因缺失植株；

所述ZmMIKC2a基因过量表达植株的籽粒直链淀粉含量和直链淀粉/总淀粉比例高于目的玉米，所述ZmMIKC2a基因缺失植株的籽粒直链淀粉含量和直链淀粉/总淀粉比例低于目的玉米；所述ZmMIKC2a基因为下述i)或ii)的DNA分子：

i)核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的DNA分子；

ii)核苷酸序列与SEQ ID NO.1至少具有98％同一性且编码如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列的DNA分子。

进一步地，所述ZmMIKC2a基因的获得方法为：提取玉米籽粒胚乳或玉米花丝RNA并反转录成cDNA，以cDNA为模板，以MIKC2a-F、MIKC2a-R为引物进行PCR克隆；其中，MIKC2a-F、MIKC2a-R引物序列为：

MIKC2a-F：5′-ATGGGTAGGGGAAGGATTGA-3′

MIKC2a-R：5′-TTAGAACTGATGATGAGGGTTATTG-3′。