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創(chuàng)制超高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)C4作物的分子育種技術(shù)及其應用

文檔序號:40573645發(fā)布日期:2025-01-03 11:37閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種改良c4作物籽粒或莖稈性狀或制備籽?;蚯o稈性狀改良的c4作物的方法,包括:在c4作物中聯(lián)合上調(diào)gif1和pho1;2的表達或活性;所述性狀改良包括:(i)維持莖稈綠色、增加青貯用莖稈的生物量;(ii)增加莖稈糖含量、降低莖稈磷含量;(iii)降低籽粒磷含量;(iv)降低籽粒植酸含量;(v)提高籽粒淀粉含量。

2.一種提高c4作物產(chǎn)量或生物量性狀的方法,包括:在c4作物中聯(lián)合上調(diào)gif1和pho1;2的表達或活性;所述提高產(chǎn)量或生物量性狀包括:(a)提高產(chǎn)量;(b)提高生物量;(c)提高磷利用率;(d)提高光合效率。

3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述提高產(chǎn)量或生物量包括:增加株高,增大根系,增加每穗產(chǎn)量,增加每穗籽粒數(shù),增加籽粒百粒重,增加莖稈直徑,增大葉片,增加穗長;較佳地,所述增加每穗籽粒數(shù)包括:增加籽粒行數(shù),增加每行籽粒數(shù)。

4.如權(quán)利要求1-3任一所述的方法,其特征在于,所述的上調(diào)gif1和pho1;2的表達或活性包括:在c4作物中過表達gif1和pho1;2;較佳地,包括:

5.一種gif1和pho1;2的組合或它們的上調(diào)分子的用途,用于改良c4作物的性狀,或制備性狀改良的c4作物;其中,所述改良性狀包括:(i)維持莖稈綠色、增加青貯用莖稈的生物量;(ii)增加莖稈糖含量、降低莖稈磷含量;(iii)降低籽粒磷含量;(iv)降低籽粒植酸含量;(v)提高籽粒淀粉含量。

6.一種gif1和pho1;2的組合或它們的上調(diào)分子的用途,用于提高c4作物產(chǎn)量或生物量性狀;其中,所述提高產(chǎn)量或生物量性狀包括:(a)提高產(chǎn)量;(b)提高生物量;(c)提高磷利用率;(d)提高光合效率。

7.如權(quán)利要求5或6所述的用途,其特征在于,所述的上調(diào)分子包括:表達gif1和pho1;2的表達盒;提高c4作物中g(shù)if1和pho1;2基因表達或活性的基因編輯試劑;或與gif1和pho1;2相互作用、從而提高其表達或活性的上調(diào)分子。

8.一種c4作物細胞,其表達外源的gif1和pho1;2的表達盒;較佳地,包括:表達盒1,該表達盒1包括:啟動子,gif1的編碼基因,終止子;以及表達盒2,該表達盒2包括:啟動子,pho1;2的編碼基因,終止子;較佳地,該表達盒被包含于表達構(gòu)建物或表達載體中。

9.如權(quán)利要求1-8任一所述的方法、用途或細胞,其特征在于,所述的c4作物為或所述gif1或pho1;2來自:禾谷類c4作物;較佳地,所述的禾谷類c4作物包括:玉米(zea?mays),高粱(sorghum?bicolor),谷子(setariaitalica)等。

10.一種gif1基因和pho1;2基因

11.一種鑒定c4作物的性狀的方法,包括:分析c4作物中g(shù)if1基因和pho1;2基因或其編碼的蛋白的活性;若待測c4作物中g(shù)if1基因和pho1;2基因或其編碼的蛋白活性等于或高于該類c4作物的平均值,則表明其具有優(yōu)良的性狀,所述優(yōu)良的性狀選自:(i)維持莖稈綠色、增加青貯用莖稈的生物量;(ii)增加莖稈糖含量、降低莖稈磷含量;(iii)降低籽粒磷含量;(iv)降低籽粒植酸含量或(v)提高籽粒淀粉含量;若待測c4作物中pho1;2基因表達量或pho1;2蛋白活性低于該類c4作物的平均值,則其性狀不理想。

12.一種定向選擇性狀改良的c4作物的方法,所述方法包括:分析c4作物中g(shù)if1基因和pho1;2基因或其編碼的蛋白的活性;若待測c4作物中g(shù)if1基因和pho1;2基因或其編碼的蛋白活性等于或高于該類c4作物的平均值,則表明其具有優(yōu)良的性狀,所述優(yōu)良的性狀選自:(i)維持莖稈綠色、增加青貯用莖稈的生物量;(ii)增加莖稈糖含量、降低莖稈磷含量;(iii)降低籽粒磷含量;(iv)降低籽粒植酸含量或(v)提高籽粒淀粉含量;將其作為性狀改良的c4作物。

13.一種篩選改良c4作物性狀的物質(zhì)的方法,所述方法包括:


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種創(chuàng)制超高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)C4作物的分子育種技術(shù)及其應用。首次揭示GIF1基因和PHO1;2基因的聯(lián)合應用對于C4作物性狀的改良非常有效,所述性狀改良包括:(i)維持莖稈綠色、增加青貯用莖稈的生物量;(ii)增加莖稈糖含量、降低莖稈磷含量;(iii)降低籽粒磷含量;(iv)降低籽粒植酸含量或(v)提高籽粒淀粉含量。此外,GIF1基因和PHO1;2基因的聯(lián)合應用能夠提高C4作物產(chǎn)量或生物量性狀,包括:(a)大幅提高產(chǎn)量;(b)大幅提高生物量;(c)提高磷利用率;(d)提高光合效率。本發(fā)明為C4作物的改良提供了新的途徑。

技術(shù)研發(fā)人員:何祖華,馬斌,李群
受保護的技術(shù)使用者:中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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