[发明专利]控制玉米叶夹角大小的ZmCLA1基因及其在选育耐密株型玉米的方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及玉米选育技术领域，具体涉及控制玉米叶夹角大小的ZmCLA1基因及其在选育耐密株型玉米的方法与应用。

背景技术

玉米是我国第二大粮食作物，常年种植面积 2545 万公顷左右，播种面积和总产占粮食作物的 25%和 28%左右。随着耕地面积的减少、人口的不断增加，玉米消费量则呈刚性增加。因此，提高单产、增加总产是我国玉米育种长期追求的重要目标。国内外研究表明，提高单产是发展玉米生产的主要措施，而单产的提高主要依赖于新品种的选育与更新。以提高产量为目的的玉米品种改良是通过提高杂种优势和株型改良来实现。

20 世纪初至今，以利用杂种优势选育新品种为目标的玉米遗传改良一直是世界各国农业科学研究的重要方向，但随着育成和推广品种产量水平的提高，单纯依靠杂种优势利用技术已很难实现玉米持续高产的目标。国内外实践证明，随着玉米产量水平的不断提升和玉米生产机械化的推广普及，提高玉米种植密度已成为实现玉米持续高产最重要的技术措施。在过去几十年里，美国生产上应用的玉米杂交种单株产量并没有明显提高，而单产和总产提高的主要原因是种植密度的提高和抗逆性的增强。2009 年美国平均亩产接近 700 公斤，种植密度在 5500 株/亩左右。与美国相比，目前我国的玉米种植密度和产量仍有进一步提高的空间。例如，我国黄淮海玉米产区平均亩产不到 400 公斤，种植密度为 3500－4500 株/亩。因此，提高单产、增加总产的最大潜力在于提高种植密度。在玉米群体高密度逆境条件下，玉米植株如何才能充分接受和利用光？玉米植株如何对密植环境下产生相应的调控反应来提高光合效率？玉米遮荫综合症（Shade Avoidance Responses, SAR）是高密度逆境常常发生的一种现象，当玉米处于这种逆境条件下，将会改变原来的生长模式和光合产物分配方式，最终导致产量降低。玉米耐密性的实质是在高密度环境下玉米群体光合效率高，遮荫综合症低，群体即单位面积产量高。因此，玉米种植群体密度的提高需要具有耐密株型和耐密特性的优良高产品种的选育与应用。紧凑合理株型是耐密高产的一个重要外在形态指标，如叶片夹角、长度、宽度、空间分布及姿态等都影响了玉米群体的种植密度。玉米光合产物源、流、库合理高效运转等是耐密高产的一个重要内在生理机制，控制耐密高产性状基因的克隆和分子机理的解析，则是开展耐密高产玉米品种选育的基础。因此，通过对株型性状基因的图位克隆和分子机理解析，探索耐密高产分子标记辅助育种技术，为选育耐密株型和耐密特性的优良高产玉米品种提供理论和技术支撑。