本技术涉及一种玉米矮化控制基因ZmEXO84C及其在植物基因育种技术中的应用。该基因的核苷酸序列和编码蛋白的氨基酸序列分别记录在SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2中。ZmEXO84C基因在玉米叶片、雄穗和胚中表达量高,通过EMS诱变和表型鉴定,分离出矮化突变体d2201,并通过群体构建、遗传分析和Mutmap定位技术,确认ZmEXO84C为导致d2201矮化的效应基因。该基因在突变体中发生无义突变,能显著降低植株高度,对于改良玉米株高和耐密育种具有重要的应用价值。
背景技术
作为我国的第一大粮食作物,玉米产量的提高在保障国家粮食安全中具有重要意义。而玉米产量与株高密切相关,株高的适度降低有利于提高种植密度和单产水平。因此,鉴定优良玉米矮化突变体,挖掘其相关基因并解析其发挥功能的分子机制对现代玉米育种具有重要意义。
玉米的株高与体内激素水平密切相关,经研究表明,已报到的突变体及其矮化基因主要与赤霉素(GA)、油菜素甾醇(BR)和生长素(IAA)等激素有关,GA、BR和IAA主要通过合成代谢和信号转导等途径影响植物茎秆伸长。此外,植物的株高还与细胞分裂、细胞伸长以及细胞壁的生物合成过程等因素密切相关。
真核细胞内部细胞器之间的物质交流依赖于囊泡运输进行介导,囊泡运输对细胞功能的发挥和生命活动具有重要作用。Exocyst复合体是一种进化保守的多亚基拴系复合物,广泛存在于真核生物中,主要负责极化胞吐部位的囊泡和质膜的拴系与融合。Exocyst复合体主要由八个亚基组成,分别为SEC3、SEC5、SEC6、SEC8、SEC10、SEC15、EXO70和EXO84。近年来,在多种植物中分别鉴定到编码exocyst复合体各亚基的基因并对其功能进行研究,已有证据表明exocyst复合体在植物极性生长和细胞形态建成等方面具有重要作用,包括细胞壁形成、生长素极性运输、受精作用以及对病原体的应答响应等。目前,对EXO84亚基的研究主要集中在拟南芥等物种中,但对于其在玉米中的功能和分子调控机制研究较少。
实现思路