[发明专利]玉米ZmBES1/BZR1-5基因在培育大籽粒植物中的应用

说明书

本发明公开了玉米ZmBES1/BZR1‑5基因在培育大籽粒植物中的应用，本专利明确了玉米ZmBES1/BZR1‑5基因与植物籽粒发育的关系，验证了玉米ZmBES1/BZR1‑5基因在提高植物籽粒大小的应用上的效果。利用玉米ZmBES1/BZR1‑5基因可以用于培育高产作物，玉米ZmBES1/BZR1‑5基因在植物籽粒发育领域，特别是植物高产领域具有广阔的应用前景，其经济效益潜力巨大。

技术领域

本发明涉及玉米ZmBES1/BZR1-5基因在培育大籽粒植物中的应用，属于基因工程领域。

背景技术

玉米和水稻都是我国重要的粮食作物，高产育种是确保我国粮食安全和农业可持续发展的有效保障之一。玉米和水稻产量与籽粒的粒重密切相关，粒重是指每粒种子的重量，很大程度上粒重由种子的大小决定。因此，发掘能够提高粒重的基因，对农作物高产育种有很大的应用价值。在现代农业中，提高作物种子重量或籽粒大小在作物改良中很关键，近年来植物种子大小的调控机制研究进展迅速，目前已成为植物领域研究的热点和前沿。

籽粒大小和千粒重是受多基因控制的数量性状，在不同种质资源中存在的不同等位基因是造成表型差异的内在原因。水稻中关于粒型和籽粒大小的研究较为充分，中国科学院上海生命科学研究院克隆出的控制粒重的GW2位点基因，该基因控制细胞数目和颖壳大小，从而影响胚乳细胞数目和大小、籽粒灌浆速度，最终影响籽粒长宽和粒重，这个位点编码的一种未知的泛E3环型连接酶可能与泛素-蛋白体的降解途径密切相关(Song等，2007)。Motoyuki(2005)构建了一套Habataki(籼稻)×Koshihikan(粳稻)的RIL群体并利用这套群体定位到了调控水稻穗粒数的QTL位点Gnl，通过进一步的研究证明了改位点由Gnla和Gnlb共同组成。其中Gnla位点可以通过编码一种细胞分裂素氧化酶/脱氢酶来降解细胞分裂素氢受体，从而可以使花器分生组织细胞分裂素得到逐渐积累，进而使生殖器官的细胞数也逐渐变多，最终导致粒重增加。

虽然玉米中相关研究较为有限，但也有部分基因，例如申请号为CN201711459421.0，专利名称为玉米籽粒大小基因ZmUrb2、其表达产物、其克隆引物、其表达载体及应用的专利，其揭示了基因ZmUrb2在提高玉米籽粒大小的作用。

然而，以上内容基本都是对单一的水稻或者玉米的作用，而不能对玉米和水稻均可以产生有益效果。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供玉米ZmBES1/BZR1-5基因在培育大籽粒植物中的应用。明确了玉米ZmBES1/BZR1-5基因与植物籽粒发育的关系，验证了玉米ZmBES1/BZR1-5基因在提高植物籽粒大小的应用上的效果。

玉米ZmBES1/BZR1-5基因在培育大籽粒植物中的应用。

进一步的，上述应用中所述玉米ZmBES1/BZR1-5基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步的，作为本发明的基因在培育大籽粒植物中的应用的改进：促进植物的籽粒的粒径增大，所述的粒径指籽粒的粒长和粒宽。

一种培育大籽粒植物的方法：上调植物中ZmBES1/BZR1-5基因的表达，以获得籽粒大小改良的植株。

进一步的，上述方法中所述上调植物中ZmBES1/BZR1-5基因的表达：设计ZmBES1/BZR1-5基因的扩增引物进行该基因的PCR扩增，利用扩增产物和载体构建包含ZmBES1/BZR1-5基因的重组质粒，利用农杆菌介导将上述重组质粒转化入植物中，进行ZmBES1/BZR1-5基因过量表达，即可获得大籽粒植物。

进一步的，上述方法中所述玉米ZmBES1/BZR1-5基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步的，上述方法中所述的ZmBES1/BZR1-5基因的扩增引物，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2-3所示。