[发明专利]控制玉米叶宽基因ZmNL4及其应用

说明书

本发明属于分子遗传学领域。具体涉及控制玉米叶宽的基因ZmNL4及其相关的分子标记在筛选或改良植物叶宽性状方面的应用。本发明提供了一个控制玉米叶宽基因ZmNL4的序列，且公开了ZmNL4基因内部一个与玉米叶宽性状显著相关的InDel位点。本发明公开了基于该InDel位点开发的分子标记用于筛选玉米叶宽性状的方法。进一步地，本发明公开了通过基因工程手段突变ZmNL4蛋白或其同一性蛋白以降低植物叶宽的方法。

技术领域

本发明属于分子遗传学领域。具体涉及控制玉米叶宽的基因ZmNL4及其相关的分子标记在筛选或改良植物叶宽性状方面的应用。本发明提供了一个控制玉米叶宽基因ZmNL4的序列，且公开了ZmNL4基因内部一个与玉米叶宽性状显著相关的InDel位点。本发明公开了基于该InDel位点开发的分子标记用于筛选玉米叶宽性状的方法。进一步地，本发明公开了通过基因工程手段突变ZmNL4蛋白或其同一性蛋白以降低植物叶宽的方法。

背景技术

近年来，玉米育种方向逐渐由追求单株产量到群体产量转变，因此，紧凑型玉米品种越来越受青睐。在玉米株型的影响因素中，叶型是一个重要因素。叶型包括叶长、叶宽、叶夹角，其中叶宽能影响叶面积大小，进而直接影响光合产物的积累，以及蒸腾作用水分的散失。此外，叶片宽度也是植株耐密性和通风透光能力的重要反映。培育窄叶型玉米品种将提高该品种的密植潜能，进而提高单位面积内玉米的群体产量。

利用突变体遗传手段，目前已鉴定到若干影响叶片宽度的突变体，包括rld1、rld2、rgd、ns1、ns2等(Tian F，Bradbury P J，Brown P J，et al.，Genome-wideassociation study of leaf architecture in the maize nested associationmapping population[J].Nat Genet，2011.43(2)：159-162；Scanlon M J，Schneeberger RG，and Freeling M，The maize mutant narrow sheath fails to establish leafmargin identity in a meristematic domain[J].Development，1996.122(6)：1683-1691；Douglas R N，Wiley D，Sarkar A，et al.，ragged seedling2 Encodes anARGONAUTE7-like protein required for mediolateral expansion，but notdorsiventrality，of maize leaves[J].Plant Cell，2010.22(5)：1441-1451.)。突变体rld对叶片产生的多效性影响包括背腹极性颠倒，抑制正常的叶片横向展开，使叶片呈卷曲状。突变体rgd属于AGO-like的基因突变体，产生棒状叶子，该突变体中侧轴发育受到严重影响，使叶片宽度明显变窄。ns突变体叶片长度没有变化，但边缘部分缺失，该突变体表型由WUSCHEL-related homeobox 3A基因控制。可见，这些伴有负面效应的突变体基因很难用于育种实践。