[发明专利]一种玉米醇溶蛋白基因RNAi载体

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，特别涉及一种适合单子叶植物遗传转化的含植物GUS基因内含子的玉米醇溶蛋白基因RNAi载体。 

背景技术

RNA干扰（RNA interference，RNAi）是研究生物发育和基因功能的一种重要工具，是通过引入与内源靶基因具有相同序列的双链RNA（有义RNA和反义RNA），从而诱导内源靶基因的mRNA降解，进而抑制其相应的基因表达。RNAi具有特异性、稳定性、效率高、速度快及不改变基因组的遗传组成等优点，为植物功能基因组学研究以及植物遗传改良提供了一个强有力的手段。目前，RNA干扰技术已应用于油脂和淀粉品质改良、营养成分增加与有害物质降低及抗褐化、果实耐贮性等作物品质改良研究，其中构建一种能成功转化并能达到改良目的靶基因的RNAi载体是其核心技术。

我国是一个农业大国，粮食安全始终是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。玉米作为我国第二大作物，不仅是重要的粮食来源，而且还是重要的饲料、工业原料，玉米生产状况在粮食安全体系中具有举足轻重的作用。在我国以玉米为支柱产业的饲料工业中，由于玉米籽粒的赖氨酸含量低，在配、混合饲料中必须添加饲料添加剂赖氨酸，才能满足畜禽生长发育的需要，但这些饲料添加剂目前主要依靠进口，因此饲料品质不高特别是赖氨酸含量偏低是目前我国畜牧业发展的主要限制因素之一。另一方面，我国部分省份特别是贫困山区的人群仍以玉米为主食，其营养物质主要依赖于玉米，但目前生产上种植的玉米大多是普通玉米，营养品质较差，缺乏人体及单胃动物生长发育必需的赖氨酸、色氨酸等。

玉米籽粒的蛋白质含量为10%左右，其中50-60％为人畜不能吸收利用的醇溶蛋白。国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）在20世纪70年代开始利用隐性突变基因Opaque-2（o2）及其修饰基因将醇溶蛋白含量由55.1%降至22.9%，使赖氨酸含量水平达普通玉米的2倍，进而选育了大批高赖氨酸玉米即优质蛋白玉米并在全世界广泛应用（谭静等.优质蛋白玉米育种研究进展.玉米科学 2006, 14(5):15-19），但该方法转育周期长(7-10年)、效率低、预见性差，加之选育出的高赖氨酸玉米胚乳呈软质及抗病性差等问题，已越来越不适应现代育种目标的需要。研究表明，由于醇溶蛋白特别是22-kD和19-kD醇溶蛋白基因的表达对赖氨酸含量有显著的负面效应，然而传统的育种方法难于找到理想的优质种质，获得赖氨酸含量高而醇溶蛋白低表达的玉米品种难度很大，主要原因在于其表型鉴定即赖氨酸含量测定需要使用高压液相色谱（HPLC）进行分析，由于HPLC运行成本很高，很难在大规模种质筛选及新品种选育过程中的大批量后代选择中广泛应用。因此，如果能通过RNA干扰技术，构建RNAi载体并转化获得赖氨酸含量高而醇溶蛋白低表达的转基因玉米，将是一种简便，快捷和有效的途径。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术（利用o2基因及其修饰基因转育获得醇溶蛋白含量低而赖氨酸含量高的玉米品种）转育周期长、效率低、预见性差，以及用现有技术选育出的高赖氨酸玉米品种由于o2基因的连锁效应导致其籽粒呈软质胚乳及抗病性差等缺陷和不足，其目的是提供一种能抑制玉米醇溶蛋白的表达，提高赖氨酸含量水平的玉米醇溶蛋白基因RNAi载体。