本發(fā)明屬于植物基因工程。具體涉及玉米基因zmmads8在控制玉米蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用，本發(fā)明的基因位于玉米第9染色體上，控制玉米醇溶蛋白和/或賴氨酸含量性狀。

背景技術(shù)：

1、玉米由野生種大芻草馴化而來，已成為世界上種植最廣泛的作物。玉米籽粒儲(chǔ)存淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪酸，是人類食物和牲畜飼料的主要熱量來源，也是生物燃料和工業(yè)生產(chǎn)的原材料。成熟的玉米籽粒由胚、胚乳和種皮三部分組成。胚乳是營(yíng)養(yǎng)貯藏的組織，占籽粒質(zhì)量的85％。淀粉和蛋白質(zhì)是胚乳中最豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。其中淀粉占籽粒質(zhì)量的7

2、0％，是籽粒產(chǎn)量的主要貢獻(xiàn)者，淀粉在胚乳細(xì)胞中的積累是通過一系列的生物過程實(shí)現(xiàn)的，包括碳水化合物通過基礎(chǔ)胚乳轉(zhuǎn)移層(betl)從光合細(xì)胞運(yùn)輸?shù)脚呷榧?xì)胞，以及胚乳細(xì)胞中淀粉的生物合成。蛋白質(zhì)占籽粒質(zhì)量的10％，其中玉米醇溶蛋白是最豐富的貯藏蛋白，占胚乳蛋白的60％以上。玉米醇溶蛋白分為19-和22-kdaα-醇溶蛋白、15-kdaβ-醇溶蛋白、50-、27-和16-kdaγ-醇溶蛋白、18-和10-kdaδ-醇溶蛋白四大類。然而，玉米醇溶蛋白極度缺乏人體所必需氨基酸，蛋白品質(zhì)較差。因此，培育優(yōu)質(zhì)蛋白高產(chǎn)品種，不僅要提高淀粉和蛋白質(zhì)在胚乳細(xì)胞中的積累，而且要平衡玉米醇溶蛋白和非玉米醇溶蛋白的含量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供了玉米基因zmmads8在控制玉米蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用，所述基因編碼的蛋白為seq?id?no.2所示。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)措施：

3、玉米基因zmmads8在控制玉米蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用，所述基因編碼的蛋白為seq?idno.2所示(genbank:aql08650.1)。

4、以上所述的應(yīng)用，具體的：

5、降低玉米基因zmmads8的表達(dá)在提高玉米蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用；

6、敲除、抑制或者沉默玉米基因zmmads8的表達(dá)在提高蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用；

7、以上所述的應(yīng)用中，優(yōu)選的，所述的敲除采用的是crispr/cas9系統(tǒng)，敲除后的基因翻譯的蛋白無原始功能或無法翻譯成功能性蛋白，即可達(dá)到提高蛋白品質(zhì)的效果。

8、優(yōu)選的，所述crispr/cas9系統(tǒng)中g(shù)rna的靶位點(diǎn)為gatcgagaacaagatcagc；gtcgcgctcatcatattctc。

9、以上所述的應(yīng)用，優(yōu)選的，編輯后的產(chǎn)量提高的玉米突變體含有seq?id?no.5或seqid?no.6所示序列。

10、提高玉米基因zmmads8的表達(dá)量在降低蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用；

11、以上所述的應(yīng)用，其應(yīng)用過程是將提高玉米zmmads8基因表達(dá)量的物質(zhì)導(dǎo)入玉米中；

12、以上所述的應(yīng)用，優(yōu)選的，所述的物質(zhì)為含zmmads8基因的核酸分子，或其表達(dá)框，重組載體，重組微生物；

13、所述的zmmads8基因?yàn)閟eq?id?no.1所示。

14、以上所述的應(yīng)用，所述的控制蛋白品質(zhì)是通過控制醇溶蛋白和/或賴氨酸含量來實(shí)現(xiàn)的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

15、本發(fā)明在玉米中克隆并證實(shí)了控制醇溶蛋白和/或賴氨酸含量的基因zmmads8，證實(shí)了醇溶蛋白和/或賴氨酸含量與zmmads8的表達(dá)水平的關(guān)系，通過降低其表達(dá)水平可增加玉米。轉(zhuǎn)基因材料和野生型材料之間的穗粒數(shù)的差異，是由于該基因編碼區(qū)發(fā)生編輯而引起基因所編碼的蛋白水平下降所致。在作用機(jī)理上，認(rèn)為該基因參與植物體內(nèi)糖的信號(hào)響應(yīng)，增加糖信號(hào)的響應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)下游基因的表達(dá)，最終調(diào)控玉米花序分生組織的分化活性，影響玉米的醇溶蛋白和/或賴氨酸含量等產(chǎn)量性狀。因此本發(fā)明為蛋白品質(zhì)改良提供了新的基因資源。

技術(shù)特征：

1.?玉米基因zmmads8在控制蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用，所述基因編碼的蛋白為seq?id?no.2所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：所述的應(yīng)用過程是通過降低玉米基因zmmads8的表達(dá)提高玉米蛋白品質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：所述的應(yīng)用過程是通過敲除、抑制或者沉默玉米基因zmmads8的表達(dá)提高玉米蛋白品質(zhì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于：所述的敲除采用的是crispr/cas9系統(tǒng)，敲除后的基因翻譯的蛋白無原始功能或無法翻譯成功能性蛋白。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于：所述crispr/cas9系統(tǒng)中g(shù)rna的靶位點(diǎn)為gatcgagaacaagatcagc和gtcgcgctcatcatattctc。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：所述的應(yīng)用過程是通過提高玉米基因zmmads8的表達(dá)量降低玉米蛋白品質(zhì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于：其應(yīng)用過程包括將提高玉米zmmads8基因表達(dá)量的物質(zhì)導(dǎo)入玉米中。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于：所述的物質(zhì)為含zmmads8基因的核酸分子，或其表達(dá)框，重組載體，重組微生物。

9.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：所述的zmmads8基因?yàn)閟eq?id?no.1所示。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于：所述的控制蛋白品質(zhì)是通過控制醇溶蛋白和/或賴氨酸含量來實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，公開了玉米基因ZmMADS8在控制蛋白品質(zhì)中的應(yīng)用，ZmMADS8編碼的蛋白為SEQ?ID?NO.2所示，該基因位于玉米第9染色體，控制玉米醇溶蛋白和/或賴氨酸含量。利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除該基因、抑制基因表達(dá)，能增加玉米的醇溶蛋白和/或賴氨酸含量。

技術(shù)研發(fā)人員：張祖新,劉磊,李云富,李真,林光亮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2