[发明专利]一种提高玉米产量的方法

说明书

本发明公开了一种提高玉米产量的方法，所述方法是在玉米中过表达生长素输入载体蛋白，筛选穗行数、穗粒重、或容重显著增加的转化株，提高玉米产量。本发明过量表达生长素运输蛋白质可以显著提高玉米自交系和杂交种的米籽粒的容重和穗行数，进而显著提高产量。在相同的遗传背景下，籽粒的容重和穗行数都与玉米的产量成正相关关系，利用容重和穗行数选择导入了生长素运输蛋白质基因的转基因玉米可以有效地获得高产转基因玉米。

(一)技术领域

本发明涉及一种提高玉米产量的方法。

(二)背景技术

提高玉米、水稻等农作物的产量潜力具有重大价值。长期以来，通过农作物的遗传育种，玉米、水稻等农作物的产量获得了很大的提高，但是利用传统的育种方法进一步提高产量变得越来越困难。通过转基因技术和基因编辑技术提高农作物的产量可能是进一步提高农作物产量潜力的重要技术方法。

目前已经报道的转基因改良农作物产量的例子包括，表达一种拟南芥基因的转基因玉米MON87403(USDA-APHIS Petition for the Determination of NonregulatedStatus for Increased Ear Biomass MON 87403Maize.United States Department ofAgriculture,2014.https://www.aphis.usda.gov/brs/aphisdocs/14_21301p.pdf.)；一种表达一个Helianthus annuus基因的转基因大豆HB4(USDA-APHIS Pettition fordetermination of non-regulated status for the new plant variety HB4 soybean(IND-00410–5)intended for environmental release and food and feed use.UnitedStates Department of Agriculture,Animal and Plant Health InspectionService:2017.https://www.aphis.usda.gov/brs/aphisdocs/17_22301p.pdf.)；以及表达玉米基因Zmm28的转基因玉米DP202216(Wu et.al.,Proc Natl Acad Sci USA，116:23850-23858)。但是，进一步获得新型的提高玉米等农作物产量的技术仍然非常需要。

植物生长素(Auxin)是调控植物生长发育的重要激素。器官和整株水平上，生长素从幼苗到果实成熟都起重要作用。生长素最明显的作用是促进生长，但对茎、芽、根生长的促进作用因浓度而异。生长素输入蛋白质(Auxin importer carrier)是一类将生长素从细胞外输入至细胞内的蛋白。以往认为，生长素输入蛋白在植物的根系发育和生殖器官形成中起到调控作用(Swarup,K.,Benková,E.,Swarup,R.et al.The auxin influx carrierLAX3 promotes lateral root emergence.Nat Cell Biol 10,946–954(2008).)(SwarupR,Friml J,Marchant A,et al.Localization of the auxin permease AUX1 suggeststwo functionally distinct hormone transport pathways operate in theArabidopsis root apex.GenesDevelopment.2001Oct；15(20):2648-2653.)。

中国专利申请201110376993.9提出了利用生长素输入载体AUX1/LAX家族基因蛋白质改善玉米、高粱根系、株高等性状的方法。尽管改善玉米根系、株高可能可以提高玉米产量，但是根系和株高与产量并没有直接的正相关关系。此外，201110376993.9并没有提供获得了产量提高的转基因玉米或者高粱的例子。