[发明专利]玉米黄绿叶基因ZmYgl1

说明书

本发明属于基因工程技术领域，提供了玉米黄绿叶基因ZmYgl1(Zea mays yellow green leaf)的CDS与蛋白质序列，所述玉米黄绿叶基因ZmYgl1为如SEQ ID NO:1所示；ZmYgl1编码UDP‑N‑乙酰葡糖胺O‑酰基转移酶，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。ZmYgl1基因发生突变，玉米叶片表现为黄绿叶。本发明所提供玉米黄绿叶基因ZmYgl1是与玉米光合作用相关的新基因，对阐述玉米叶片光合作用的分子作用机制，以及提高玉米产量具有重要意义。

技术领域

本发明涉及玉米黄绿叶 ZmYgl1基因及其应用，属于植物基因工程领域。

背景技术

玉米是发源于美洲大陆的一种谷物，被世界上许多国家中作为主要农作物种植，在粮食产业中有着举足轻重的地位。在中国，玉米作为三大粮食作物之一，其种植面积约占了我国现有耕地的 1/5，在粮食年总产量中，玉米年产量更是占到 25% 以上。叶片是植物进行光合作用的主要器官，玉米的综合产量几乎全部来自于叶片的光合作用，而高效的光合作用依赖于玉米叶片中叶绿体的正常发育和光合色素的合成。叶色是叶绿体中各种色素的综合表现，正常生长的玉米叶片中叶绿体发育完整，含量丰富，通常表现为深绿色。

叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体形态结构和数目的变化也将影响植物的光合作用。叶色突变体往往与叶绿素合成途径以及叶绿体的分化和发育有关，而叶色突变是玉米在种植过程突变频率较高且容易鉴定的突变性状，突变基因往往是直接或者是间接影响到叶绿素的合成以及降解，改变叶绿素含量。目前，在玉米数据库中已经报道或分离克隆了至少210个与玉米叶色相关基因或QTL位点，其中白叶突变基因18个，黄绿叶突变基因64个，斑叶突变基因26个，条纹叶突变基因58个。在黄绿叶突变体中致死型的突变有8个。

因此，发掘玉米叶色基因，并应用于玉米遗传育种，是增强玉米的光合作用，提高玉米的产量的有效途径之一。

发明内容

本发明的目的在于为克服玉米自交系黄绿叶表型较弱的缺陷，提供了玉米玉米黄绿叶基因 ZmYgl1，本发明提供的玉米黄绿叶基因 ZmYgl1是国内外首次报道，该基因突变叶片表现为黄绿色，光合作用下降，产量降低。将该基因应用于玉米遗传育种，可以增强玉米的光合作用，提高玉米的产量。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

在本发明的第一方面，提供了一种玉米黄绿叶基因 ZmYgl1，所述玉米黄绿叶基因 ZmYgl1为如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或者为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经过添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而产生的具有黄绿叶表型的核苷酸序列。

在本发明的第二方面，提供了所述的玉米黄绿叶基因 ZmYgl1编码的蛋白质序列，该蛋白质的氨基酸序列为如SEQ ID NO:2所示；或者为与SEQ ID NO.2所示氨基酸序列具有至少90％同源性且具有黄绿叶表型的氨基酸序列。

本发明人在田间种植的B73自交系中，偶然发现了一株自然突变的黄绿叶植株，该突变体命名为r222。该突变体在苗期叶片为黄色，后期叶片表现为黄绿色。叶色突变体是研究玉米光能利用的宝贵材料，在玉米叶色相关基因的克隆和功能分析以及对提高光合效率和玉米产量具有重要意义。进而本发明人从玉米叶色突变体中克隆出该新基因 ZmYgl1。