[发明专利]玉米类受体激酶基因ZmRLK7及其应用

说明书

本发明公开了玉米类受体激酶基因ZmRLK7及其应用，该发明提供了玉米类受体激酶基因ZmRLK7的序列及其在调节植株高度、生物量和产量中的作用，将该基因的表达量上调，将使植株矮小，生物量及产量降低；将该基因表达量下调，植株变大，生物量及产量提高，利用本发明可以培育一种高产玉米，为进一步为提高禾谷类作物产量提供基因资源。

技术领域

本发明涉及玉米类受体激酶基因ZmRLK7及其应用，涉及基因工程领域。

背景技术

玉米既是重要的粮食作物，又是重要的饲料和工业原料，培育优良玉米品种、提高玉米单产在国民经济的发展中占有举足轻重的地位。玉米产量取决于单株产量和种植密度，而单株产量可以进一步剖分为穗粒数和单粒重。相对于其他复杂农艺性状，籽粒性状遗传力高，容易度量，既是遗传研究的模式性状，也是遗传改良的重要目标性状。玉米遗传资源丰富，然而存在于玉米中的丰富自然变异至今并未完全挖掘，控制重要农艺性状的遗传基础也未得到深入的阐明，采用连锁分析与全基因组关联分析方法挖掘影响籽粒性状的关键基因，并解析其功能和调控机制，构建相关的调控网络并应用于育种研究有重要的现实和理论意义。

近年来，通过基因组比较分析或关联分析的方法，水稻中一批参与调控粒型与产量性状的基因陆续被克隆，其分子机制也相继被解析，而玉米中相关基因的研究较少。目前，通过同源克隆的方式，玉米中一些与水稻产量基因同源的基因已经被克隆和报道，并表现出与水稻中基因保守的功能。控制水稻粒型的GS3和GW2基因在玉米中的同源基因已经被克隆，且两个基因与玉米籽粒粒型发育和粒重显著正相关。玉米Mn1和ZmINCW1为水稻灌浆基因OsGIF1的两个同源基因，Mn1基因的过表达增加了玉米籽粒产量，而将玉米ZmINCW1基因转化拟南芥AtcwINV2(拟南芥中ZmINCW1同源基因)突变体，可以互补其千粒重降低的表型，使种子产量增加。对玉米中与这些产量相关的基因的开发为高产玉米的培养提供基因资源。但是上述相关基因多是对某一种玉米性状有较好的影响，而开发对多种产量相关性状均具有良好影响的基因，无论是对提高育种效率，还是对提高经济效益均具有优质意义。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供玉米类受体激酶基因ZmRLK7及其应用，ZmRLK7基因是基于表达数量性状基因座(expression quantitative trait loci,eQTL)分析方法获得的，将该基因的表达量上调，将使植株矮小，生物量及产量降低；将该基因表达量下调，植株变大，生物量及产量提高。

玉米类受体激酶基因ZmRLK7，其核苷酸序列如SEQ1所示。

进一步的，编码上述玉米类受体激酶基因ZmRLK7的氨基酸序列如SEQ2所示。

进一步的，上述玉米类受体激酶基因ZmRLK7位于第7染色体的调控热点区域，是一个富亮氨酸重复的类受体蛋白激酶基因。

拟南芥中与野生型相比，转正义ZmRLK7基因拟南芥植株矮小，转反义基因拟南芥植株增大。

本发明还提供含有上述玉米的类受体激酶基因ZmRLK7的重组表达载体。

进一步的，所述重组表达载体包含玉米类受体激酶基因ZmRLK7片段，将所述基因片段通过KpnI酶切位点连接到载体pCAMBIA3301中，鉴定正反向，得到玉米Ubiquitin启动子分别驱动正反向基因表达的重组质粒PUbi::Sense-ZmRLK7和PUbi::Antisense-ZmRLK7。

所述重组表达载体用于玉米ZmRLK7基因的过量表达、反义抑制、RNA干扰和CRISPR/Cas9基因编辑。

上述类受体激酶基因ZmRLK7或上述的重组表达载体在提高植物植株高度、增加植株生物量和提高种子产量中的应用。

上述类受体激酶基因ZmRLK7或上述的重组表达载体在获得高产玉米中的应用。