CN115976055A - 一种玉米矮秆基因及其分子标记 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玉米矮秆基因，所述矮秆基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，并公开了如SEQ ID No.2所示的该矮秆基因编码的蛋白。还公开了该矮秆基因的CAPS分子标记，该分子标记可用于该本发明矮秆基因的早期辅助选择。本发明还公开了一种核苷酸序列如SEQ ID No.7所示的玉米矮秆相关基因。本发明玉米矮秆基因降低玉米株高效果显著，且未与不良性状连锁，拓宽了玉米的矮秆种质基础，为矮秆育种提供了一个新途径；其次，本发明发明矮秆基因由单隐性基因控制，育种方法简单，并可通过CAPS标记进行辅助选择，加快育种速度；此外，本发明提供一种玉米矮秆相关基因，可通过基因编辑手段创造更多的矮秆基因，大大扩展了矮秆基因的数量。

Description

一种玉米矮秆基因及其分子标记

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种玉米矮秆基因；还涉及该矮秆基因的分子标记。

背景技术

玉米是重要的粮饲兼用作物，还是重要的工业原料。随着人们生活水平的提高，玉米产量早已远远不能满足日益增长的需求，因此提高玉米产量一直是玉米育种者努力追求的目标。通常增加种植密度是提高玉米单产的重要途径，但是种植密度过大会往往会导致植株茎秆直径变细，以及株高与穗位高增加，当玉米在拔节期至成熟期遇到大风暴雨时，田间倒伏率就会显著增加，进而造成严重的产量损失。与高秆玉米相比，矮秆玉米抗倒伏性强，具有更强的耐肥性和耐密性，有利于提高单产；同时矮杆玉米株型紧凑，利于机械化种植和收割，因此，矮化育种是提高玉米种植密度，进而提高玉米单产的重要途径。

控制玉米矮秆的基因包括多基因和单基因两类，多基因控制的矮秆性状由于受环境影响大而难以在育种上应用，而单基因控制的矮秆性状因其遗传简单，且不受环境影响，适于在玉米矮秆育种上应用。已经发现的玉米矮秆基因至少有60多个，其中单基因控制的矮秆体系中大多数是隐性基因，如br1、br2、bv1、ct1、ct2、d1、d2、d3、d5、d6、d12、mi、na1、na2、na3、py1、py2、rd1、rd2、yd、clt-1、td1、wrp1、dm1、及d2003等；仅有D8、D9、Dt、D8-1023、D*-10、D11等少数几个是显性基因。但是由于绝大部分单基因控制的矮秆性状与不良性状基因紧密连锁，因而难以在育种中应用。当前玉米矮秆育种中应用比较广泛的矮秆基因是br2基因，但是br2基因型玉米也具有一些难以克服的不良性状，如植株节间短、叶片密集重叠、雌雄不协调、授粉不良和解释不好等(崔绍平.中国种业，2014年第12期)，因而限制了br2基因的应用，亟需寻找新的玉米矮秆基因资源。

玉米近缘野生种属由于长期的自然进化，具有丰富的遗传多样性，也可能存在矮秆基因，但是由于存在生殖隔离，玉米近缘野生种属和栽培玉米杂交通常不能结实，致使玉米近缘野生种属的优良性状难以转育到栽培玉米中。

MTF-1(Tripsazea creammaize T.2n＝76)是四川农业大学育成的含有玉米、摩擦禾和四倍体多年生类玉米全套染色体的玉米异源六倍体(苏月贵，四川农业大学硕士论文，2009)，其雌穗可育，而且用玉米、摩擦禾或四倍体多年生类玉米作为父本给其授粉，均能产生少量后代，解决了玉米近缘种属间的生殖隔离问题。因此，以MTF-1为桥梁材料，可以将野生资源中的优良性状转移到玉米中。

经检索，未发现利用玉米异源多倍体研究和发现玉米矮秆基因的报道。

发明内容

本发明人在利用玉米异源多倍体MTF-1进行回交育种时意外发现后代中出现矮秆植株，进一步研究发现该矮秆性状可遗传，且为单隐性基因控制；更进一步发现，该矮秆性状未和不良性状连锁，在育种上有广阔的应用前景，本发明就是在此意外发现基础上实现的。

针对目前玉米优良矮秆基因资源缺乏的问题，本发明目的在于提供一种新的玉米矮秆基因。

本发明另一目的在于提供上述玉米矮秆基因的用途。

本发明第三目的在于提供上述玉米矮秆基因的CAPS标记。

本发明第四目的在于提供一种玉米矮秆相关基因在培育玉米矮秆品种上的用途。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种玉米矮秆基因，命名为：d024，所述的玉米矮秆基因的核苷酸序列如SEQ IDNo.1所示。

所述的玉米矮秆基因位于玉米第3号染色体上。

本发明还提供了上述玉米矮秆基因编码的蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ IDNo.2所示。

本发明还提供了上述玉米矮秆基因或蛋白在培育矮秆玉米品种上的应用。

本发明还提供了含有上述玉米矮秆基因的表达载体。

本发明还提供了含有上述玉米矮秆基因或表达载体的植物。

本发明还提供了上述表达载体或上述植物在培育矮秆玉米品种上的应用。

本发明还提供上述玉米矮秆基因的CAPS标记，所述的CAPS标记为一个DNA分子片段；所述的DNA分子片段大小为230bp；所述的DNA分子片段的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。

上述玉米矮秆基因的CAPS标记，按照如下方法获得：以带有上述矮秆基因的矮秆玉米基因组DNA为底物，以SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5所示的核苷酸序列为引物进行PCR扩增，得大小为656bp的PCR扩增产物(见SEQ ID No.6)；然后对所得PCR扩增产物用BtsCⅠ酶进行酶切，再进行凝胶电泳，得大小为426bp和230bp的酶切产物；其中230bp的酶切产物是上述矮秆基因特有的；其中所述的引物序列为：

CAPS-3F：5’-GCCCAGGACAGTAGGAAGA-3’(SEQ ID No.4)；

CAPS-3R：5’-ACTCGCTGAGATACTTGACG-3’(SEQ ID No.5)。

本发明还提供了上述CAPS标记在辅助选择玉米矮秆基因上的应用。

本发明还提供了上述CAPS标记在培育矮秆玉米品种上的应用。

本发明还提供利用上述CAPS标记培育矮秆玉米品种的方法，包括如下步骤：

(1)以带有上述玉米矮秆基因的品种为亲本之一，以另一综合农艺性状好的自交系为亲本杂交或回交,得杂交或回交后代；

(2)在杂交或回交后代的苗期，提取叶片DNA；然后以SEQ ID NO.4和SEQ ID NO.5所示的核苷酸序列为引物进行PCR扩增，得PCR扩增产物；再用BtsCⅠ酶对所得PCR扩增产物进行酶切，然后将酶切产物进行凝胶电泳；如果酶切产物中含有大小为230bp的条带，那么该后代带有上述矮秆基因，予以保留；如果所得酶切产物中没有230bp的条带，那么该材料就不带有上述矮秆基因，予以淘汰；

(3)将步骤(2)中所选带有矮秆玉米基因的杂交后代自交；在自交后代中选择株高低于原自交系12-50％的后代；连续自交4-5代，同时在自交后代中根据步骤(2)所述方法进行分子标记辅助选择，选择含有230bp条带的后代，育成新的矮秆玉米自交系；或以含有230bp条带的后代为非轮回亲本，以原自交系为轮回亲本继续回交，每次回交后代重复步骤(2)，选择含有230bp条带的后代，连续回交4-5代，再自交1代，选择株高低于原自交系12-50％的后代，即为新育成的矮秆玉米品种。

本发明还提供了一种核苷酸序列如SEQ ID No.7所示的玉米矮秆相关基因在培育矮秆玉米品种上的应用。

本发明还提供一种利用玉米矮秆相关基因培育矮秆玉米品种的育种方法，包括利用CRISPR-Cas9基因编辑系统对玉米自交系中的核苷酸序列如SEQ ID No.7所示的玉米矮秆相关基因进行基因编辑，选择转基因植株中株高比原品种低12-50％的植株，即为矮秆玉米品种；其中所述的CRISPR-Cas9基因编辑系统的sgRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.8和SEQID No.9所示；

sgRNA1：5’-cagcggccacccgaagctgccgg-3’(SEQ ID No.8)，

sgRNA2：5’-cggccacggaaccagctgcaggg-3’(SEQ ID No.9)。

上述育种方法中所述的玉米自交系是指已经在生产上推广应用或拟在生产上推广应用的优良玉米自交系；如B73、郑58、昌7-2、掖478、PH4CV等。

本发明还提供了一种矮秆玉米杂交种的育种方法，包括以上述方法培育的不同遗传背景的矮秆玉米自交系为亲本杂交，即得矮秆玉米杂交种。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果：(1)、本发明提供了一种新的玉米矮秆基因，拓宽了玉米的矮秆种质遗传基础，丰富了玉米矮秆基因的遗传多样性，为培育新型矮秆玉米奠定了种质基础。(2)、本发明矮秆基因由单隐性基因控制，遗传比较简单，且没有与不良性状连锁，育种方法简单，育种速度快。(3)本发明矮秆基因效果好。本发明育成的矮秆基因品种比原品种株高降低12-50％，株高降低效果显著，且抗倒伏性强，耐密植，可用于增加种植密度而提高玉米单产。(4)、本发明提供的该玉米矮秆基因的CAPS标记，可在苗期对矮秆基因进行早期选择，尤其对于隐性基因控制的性状，可以减少杂交或回交代数，大大缩短育种年限，提高了育种效率，并极大降低育种成本。(5)本发明提供的玉米矮秆相关基因，为创造更多的矮秆基因提供了新途径，可以大大扩展了矮秆基因的数量，为玉米矮秆育种提供了更多选择。

附图说明

图1为本发明矮秆品种dMTPB73与原品种B73的株高对比照片；其中1为dMTPB73；2为B73。

图2为分子标记Chr3-3214320多态性扩增电泳图谱；其中P1为dMTPB73；P2为B73；F₁为dMTPB73和B73的杂交F₁代；1-39分别表示F₂分离群体中39个矮秆单株。

图3为CAPS标记鉴定电泳图谱；其中M为Marker；1、2和3为纯合的矮秆基因植株；4、5和6为纯合的正常高秆植株；7、8和9为杂合的高秆植株。

图4为敲除野生型基因的转基因植株Zmd024的植株照片。

具体实施方式

以下以具体实施例对本发明作进一步的解释和说明，但是本发明不限于此。

实施例1：利用玉米异源多倍体MTF-1培育矮秆玉米品种试验

按照如下方法进行：

(1)、2013年春，在四川农业大学育种基地，当地温升至10℃以上时，将MTF-1(Tripsazea creammaize T.2n＝76；苏月贵，四川农业大学硕士学位论文，2009)进行分蔸、扦插或其他无性繁殖方式获得种苗，按株行距为2m×2m进行单株种植；同时，分批播种玉米自交系B73(美国的公开的玉米自交系)，按株行距30cm×70cm种植，每批20株，每批间隔3天；

(2)、在吐丝前将MTF-1雌穗套袋，吐丝后将花丝剪短至2～3cm，用B73的花粉给MTF-1雌穗授粉，第一次授粉后隔2天再授粉一次，共授粉3次，每次授粉后在纸袋上做标记，成熟时单株收获，获得F₁代种子；

(3)、2013年冬天，将F₁代种子按照株距30cm、行距80cm种植于四川农业大学云南西双版纳育种试验基地；同时，和步骤(1)一样分期播种B73；以F₁为母本、以B73为父本回交，获得BC₁F₁代种子；

(4)2014年春，将步骤(3)所得的BC₁F₁代种子按株行距30cm×70cm单株种植；在开花散粉期自交，得BC₁F₂代种子；

(5)、2014年冬，将步骤(4)所得的BC₁F₂代种子按株行距30cm×70cm单株种植；在开花授粉期，以B73作为对照，选择株高低于B73株高12％～50％的单株，并以B73为父本进行回交，得BC₂F₂代；

(6)、重复步骤(4)至(5)3次，获得BC₅F₅代；

(7)、将所得BC₅F₅代自交1次，得BC₅F₆代；对自交后代按照步骤(5)方法进行株高鉴定，株高表现一致、且不分离的，即获得矮秆玉米自交系，将其命名为：dMTPB73。

(8)对dMTPB73和B73的株高、穗位高、茎节数、雄穗长和雄穗分枝数等相关农艺性状进行测量；测量时去除具有边际效应的边行植株，最后计算其平均值。

表1本发明育成的矮秆玉米dMTPB73株高及相关性状测量结果(cm)

材料名称	株高	穗位高	茎节数	雄穗长	雄穗分枝数
						dMTPB73	90.50	35.75	8.75	28.83	8.55
B73	173.15	58.50	9.25	42.47	8.30

从图1和表1可以看出，本发明育成的矮秆玉米dMTPB73的株高和穗位高分别为原品种B73的52.3％和61.1％，即与原品种B73相比，dMTPB73的株高和穗位高都显著下降，而茎节数和雄穗分枝数无明显差异。说明玉米异源六倍体MTF-1中存在的矮秆基因降低株高、穗位高的效果好；其次，其遗传简单，通过回交即可转育到普通玉米中，因而在玉米矮化育种方面具有广阔的应用前景。

实施例2本发明玉米矮秆性状的遗传分析

1、试验材料

(1)、实施例1育成的矮秆玉米自交系dMTPB73。

(2)、B73。

2、试验方法

以矮秆玉米自交系dMTPB73与B73为亲本进行正、反杂交，获得正、反2个F₁组合(即dMTPB73×B73和B73×dMTPB73)。种植各组合的正反交F₁，两行区，行长2.0m，行距0.8m，每行7窝，每窝种2株，授粉期测量行区内植株株高。F₁同时进行自交与回交，自交获得F₂群体，同时以dMTPB73为父本回交获得回交一代BC₁群体，分别种植BC₁群体和F₂群体，待开花散粉期，调查F₂、BC₁群体中高、矮株的植株数，进行卡方测验。

表2正交F₁代和反交F₁代的株高测量结果

从表2可以看出，2个F₁组合的表型均为正常高度植株，并且正、反交组合的株高无显著差异，说明本发明的矮秆基因属于细胞核基因控制，且为隐性基因。

表3本发明矮秆性状的遗传分析结果

从表3可以看出，dMTPB73与B73构建的BC₁群体中正常植株与矮秆植株比例分别为28:21，符合1:1的分离比例；F₂分离群体中正常植株与矮秆植株比例为1749:613，经卡方测验均，符合3:1的分离比例，上述结果说明本发明的矮秆性状由隐性单基因控制。

实施例3本发明玉米矮秆基因的基因定位

(一)试验材料：实施例2中dMTPB73与B73构建的F₂分离群体。

(二)试验方法

(1)采用CTAB方法进行DNA提取。在F₂分离群体中，随机选择30株高秆单株和30株矮秆单株，采用CTAB方法分别进行叶片DNA提取，等摩尔浓度混合各株叶片DNA，构建高秆池和矮秆池，利用均匀分布于玉米10条染色体的686对SSR引物对亲本dMTPB73、亲本B73、高秆池和矮秆池进行共显性多态引物筛选，结果选出31对多态性共显性引物。将31对共显性多态性引物对F₂分离群体中的80个矮秆单株DNA进行PCR扩增，根据聚丙烯酰胺凝胶电泳带型进行连锁分析，确定了第3号染色体上的SSR引物bnlg1144与矮秆基因dMTPB73连锁。因此，初步将本发明矮秆基因定位在第3号染色体上。

(2)依据步骤(1)中本发明矮秆基因定位于第3号染色体，设计20对新的SSR引物和InDel分子标记进行分子标记的加密，然后对两个亲本、高秆池和矮秆池进行多态性分析，结果筛选到4对具有多态性的标记Chr3-3214320、Chr3-3549420、Chr3-5847200和Chr3-9451460，用上述所筛选到的连锁标记对F₂分离群体中613个矮秆单株进行分析，根据电泳结果，将具有B73带型的谱带记为1，将具有矮秆基因的dMTPB73带型的谱带记为2，并将同时具有双亲带型的谱带记为3。各分子标记与目标基因的遗传距离(cM)＝(谱带3的单株数+2×谱带1单株数)/(2×总单株数)。根据遗传距离及分子标记在染色体上排列位置利用软件mapmaker绘制遗传连锁图，结果(见图2)位于3号染色体的标记Chr3-3214320、Chr3-3549420、Chr3-9451460和Chr3-10465520在亲本、高秆、矮秆池和F₂分离群体中具有多态性，与矮秆基因有连锁关系，可以确定该矮秆基因位于玉米第3号染色体上。

(3)设计玉米第3号染色体上64对新的SSR引物和InDel分子标记，在亲本和高矮池进行多态性检测，得到7个具有多态性的标记(见表4)，对F₂分离群体中613个矮秆单株进行分析，根据电泳结果，绘制遗传连锁图谱，将矮秆基因矮秆基因定位在分子标记Chr3-5580580和InDel-3之间的7.2kb区间内。MaizeGDB数据库B73 Reference Gramene 4.0中表明此定位区间仅有1个基因，基因号为Zm00001d039453，本发明人将该矮秆基因命名为：d024。利用PCR分子实验技术扩增该基因，并送往有康生物科技有限公司进行Sanger测序分析发现，本发明矮秆基因d024的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。d024对应的B73野生型基因的核苷酸序列如SEQ ID No.7所示。

表4精细定位筛选的连锁标记

引物名称	引物序列F(5’→3’)	引物序列R(5’→3’)
			Chr3-4716040	GGGGAGGGACTGCAGAAT	TGGAAAAGGAGAGGTCAGGA
Chr3-5410580	TCTGTCAGTTTGGGCAATCA	TTGGCTTTATTCCCTCATCG
			Chr3-5580580	TGACGTGACTGAAATCTGCAT	CAGGCTCACCAGCAAAGACT
InDel-3	GCTAGTCCCTAGACGGCAAAG	ACTTGCCAGCCGACTACCC
			InDel-4	GACTGGATCTGGGATACTGGGC	CTCTTGGACTCCCTCTCCACTTC
InDel-6	CCGGACCCTTCCAAAACTCC	TGGGCTTGGTTGAGGACTTG
			Chr3-5847200	ATTTTGGACGAGTTGCTTGC	ACCGGTCGATTTTCGCTT

与野生型B73的基因序列对比发现，基因d024第4外显子的第825位碱基由T突变成C、第831至836位的碱基缺失、第866位碱基由T突变成C和第984位碱基由C突变成A。导致该基因编码蛋白的氨基酸序列中第278位甘氨酸残基和279位谷氨酸残基缺失，第289位氨基酸由缬氨酸残基(Val)突变成丙氨酸残基(Ala)。说明是上述基因突变导致产生了矮秆突变体。

实施例4：本发明玉米矮秆基因的CAPS标记的设计

按照如下方法进行：

(1)在基因d024第4外显子突变位点(核苷酸序列SEQ ID No.7上第825位碱基由T突变成C)的基因组上两侧各截取500bp序列用作引物合成的模板，利用Primer 5设计5对引物(见表5)。

表5为筛选CAPS标记设计的引物列表

引物名称	引物序列F(5’-3’)	引物序列R(5’-3’)
			CAPS-1	GCTCGCCCAGGACAGTAGGA	TAGGTGGCATGGCACAACG
CAPS-2	CAGACAGACAGGCAGACAGA	GCAGATTAGCCTCGTCACCA
			CAPS-3	GCCCAGGACAGTAGGAAGA	ACTCGCTGAGATACTTGACG
CAPS-4	TTGGCAGCTGCAGCCTAGTA	ATGATCCCCTGTATCAGCGTG
			CAPS-5	GATCATACAGGAGAAGAGGC	CGGGCACTCGCTGAGATACTT

(2)分别提取实施例2中F₂分离群体的10株高秆单株和10株矮秆单株叶片DNA，并用以下PCR体系和PCR程序筛选CAPS特异性标记；所述的PCR体系总体积25μL，其中正反向引物各1μL(10μM)，基因组DNA 1μL，PrimeSTAR Max Premix(2×)聚合酶12.5μL，ddH₂O补足至25μL。所述PCR反应程序为：98℃预变形5min；98℃变性10s，57℃退火10s，72℃延伸10s，共35个循环；72℃过度延伸5min；12℃保存。

结果显示，只有CAPS-3引物对能够特异性扩增出产物大小包含突变位点的目的片段，所述的CAPS-3引物对的核苷酸序列如SEQ ID NO.4和SEQ IDNO.5所示，其他引物不能特异性的扩增出目的片段，送往有康生物科技有限公司进行Sanger测序分析发现，矮秆植株中PCR扩增所得DNA分子片段大小为656bp，其核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示。所述的CAPS-3引物对为：

CAPS-3F：5′-GCCCAGGACAGTAGGAAGA-3′(SEQ ID NO.4)；

CAPS-3R：5′-ACTCGCTGAGATACTTGACG-3′(SEQ ID NO.5)。

依据如SEQ ID NO.1所示的矮秆基因的核苷酸序列，由于其第825位碱基由T突变成C，导致该位点的BtsCⅠ酶切位点缺失，所以该片段不能被BtsCⅠ酶进行酶切。而纯合高秆株第825位碱基没有变异，该位点的BtsCⅠ酶切位点没有缺失，所以该片段能够被BtsCⅠ酶进行酶切分段。

实施例5本发明矮秆基因的CAPS标记的验证试验

(一)试验材料

实施例2中F₂分离群体的10株高秆单株和10株矮秆单株叶片DNA；实施例5中的CAPS-3引物对。

(二)试验方法

(1)以实施例2中F₂分离群体10株高秆单株和10株矮秆单株叶片DNA为底物，以CAPS-3F(SEQ ID No.4)和CAPS-3R(SEQ ID No.5)为引物进行PCR扩增，得PCR扩增产物(SEQID No.6)；其中PCR体系和PCR反应程序见实施例5。

(2)在步骤(1)中所得的PCR扩增反应物中加入1μL BtsCⅠ酶，50℃保温15min；对酶切后的产物进行1％琼脂糖胶凝胶电泳检测。

结果(见图3)纯合的矮秆植株含有426bp和230bp(见SEQ ID No.3)的2条带，纯合的正常高秆植株含有426bp和172bp的2条带，杂合的高秆植株含有426bp、230bp和172bp的3条带；其中230bp的条带是本发明矮秆基因的特异性条带，为该矮秆基因的CAPS标记。

上述结果说明该CAPS标记能够很好区分正常野生型和突变体基因型，本发明矮秆基因d024的CAPS标记准确、可靠，并且可用于早期苗期筛选，节约物力和劳力，节约育种成本，加快育种速度。综上，由于玉米矮秆基因d024上的点突变，可以用CAPS标记来快速准确的检测其基因型。进一步通过所示的CAPS标记进行辅助选择，可通过杂交或回交的方法将玉米矮秆基因d024导入到玉米品系中，培育矮秆玉米品种。

实施例6本发明玉米矮秆相关基因的验证试验

按照如下方法进行：

(1)、在MaizeGDB数据库B73 Reference Gramene 4.0(https://maize gdb.org/)中查询，野生型基因Zm00001d039453被注释为cyp45。

(2)、利用在线软件CRISPR RGEN TOOLS(http://www.rgenome.net/)设计sgRNA，根据d024对应的B73野生型基因cyp45的核苷酸序列SEQ ID No.7设计两条sgRNA(sgRNA1和sgRNA2)，

sgRNA1：5’-cagcggccacccgaagctgccgg-3’(SEQ ID No.8)，

sgRNA2：5’-cggccacggaaccagctgcaggg-3’(SEQ ID No.9)。

(3)、由武汉伯远生物科技有限公司利用本发明人提供的sgRNA1和sgRNA2构建CRISPR/Cas9载体，将构建好的载体转化农杆菌EHA105，最终遗传转化B73，获得基因敲除突变体，命名为：Zmd024。

(4)将敲除基因突变体植株后代进行种植，且自交纯化稳定表型后，测量株高等相关农艺性状。

表6基因敲除突变体Zmd024的株高和穗位高测量结果对比表(cm)

材料名称	株高	穗位高
			Zmd024	83.51	33.86
B73	173.15	58.50

结果从图4和表6可以看出，与B73相比，基因敲除突变体Zmd024的株高和穗位高显著降低，说明野生型基因cyp45是玉米的矮秆相关基因(其核苷酸序列如SEQ ID No.7所示)，可通过基因编辑手段用于玉米矮秆育种。

Claims (10)

1.一种玉米矮秆基因，其特征在于，所述的玉米矮秆基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

2.权利要求1所述的玉米矮秆基因编码的蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

3.权利要求1所述的玉米矮秆基因或权利要求2所述的蛋白在培育矮秆玉米品种上的应用。

4.含有权利要求1所述的玉米矮秆基因的表达载体。

5.权利要求1所述的玉米矮秆基因的CAPS标记，其特征在于，所述的CAPS标记为一个DNA分子片段；所述的DNA分子片段大小为230bp；所述的DNA分子片段的核苷酸序列如SEQID No.3所示。

6.权利要求5所述的CAPS标记在辅助选择玉米矮秆基因上的应用。

7.权利要求5所述的CAPS标记在培育矮秆玉米品种上的应用。

8.一种核苷酸序列如SEQ ID No.7所示的玉米矮秆相关基因在培育矮秆玉米品种上的应用。

9.一种利用玉米矮秆相关基因培育矮秆玉米品种的育种方法，其特征在于，包括利用CRISPR-Cas9基因编辑系统对玉米自交系中核苷酸序列如SEQ ID No.7所示的玉米矮秆相关基因进行基因编辑，然后选择转基因植株中株高比原品种低12-50％的植株，即为矮秆玉米品种；其中所述CRISPR-Cas9基因编辑系统的sgRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.8和SEQIDNo.9所示；

sgRNA1：5’-cagcggccacccgaagctgccgg-3’(SEQ ID No.8)，

sgRNA2：5’-cggccacggaaccagctgcaggg-3’(SEQ ID No.9)。

10.根据权利要求9所述的育种方法，其特征在于，所述的玉米自交系是指已经在生产上推广应用或拟在生产上推广应用的优良玉米自交系。

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