[发明专利]玉米耐渍基因ZmWST1

说明书

本发明属于基因工程技术领域，提供了玉米耐渍基因ZmWST1(Zea mays waterlogging and submergence tolerance)的CDS与蛋白质序列，以及该基因在玉米耐渍性遗传改良中的应用；所述玉米耐渍基因ZmWST1为如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或者为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经过添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而产生的具有耐渍能力的核苷酸序列；本发明将ZmWST1基因构建到转化载体，然后通过基因枪法将该基因转化到玉米受体细胞中，通过组织培养等技术手段获得转基因植株；在涝渍条件下，转ZmWST1基因玉米的耐渍能力得到极大提高，保证了玉米的高产、稳产。

技术领域

本发明涉及ZmWST1基因在玉米耐渍性遗传改良中的应用，属基因工程技术领域。

背景技术

涝渍是全球农业生产面临的主要非生物胁迫逆境之一，全球大约12％的耕地易受到涝渍胁迫，导致农作物每年减产约20％。据统计，每年约有2200万公顷的水稻遭遇洪涝灾害；在印度和孟加拉国，每年的季风期，超过1000万公顷的耕地遭受洪涝渍害。每年大约12％的小麦涝渍成灾，受灾小麦通常减产39-40％。在东南亚地区，充沛的降雨量使15％的玉米地遭受涝渍灾害，导致减产25-30％。2000～2010年，我国(不包括香港、澳门和中国台湾)受洪、涝、渍灾害的农田面积平均每年为1057.9万公顷，年均直接经济损失989.15亿元。2011-2014年，全国农作物涝渍受灾面积分别为717.9、1133.3、1186.7、591.9 万公顷，给农业生产造成了很大的损失。

玉米是我国种植面积最大、总产量最高的粮食作物，但每年由于江、河、湖、库水位上涨所造成的洪灾、降水过多造成农田大量积水的涝灾、以及土壤长期处于水饱状态使根系缺氧所致的渍灾，给玉米生产造成了很大的损失。在我国南方地区，由于季节性降雨，玉米苗期经常遭受绵绵春雨，花期和灌浆期则往往遭遇梅雨，排灌系统不良、低洼地区的春玉米经常遭受涝渍灾害，导致产量下降15％-25％，有时甚至高达50％，涝渍灾害已成为我国南方玉米高产、稳产的主要制约因子之一。

因此，发掘玉米耐渍基因，并应用于耐渍性遗传改良，是提高玉米耐渍能力、减轻玉米涝渍灾害的有效途径之一。

发明内容

本发明的目的在于为克服玉米自交系耐渍能力较弱的缺陷，提供了玉米耐渍新基因ZmWST1，该基因可用来改良玉米的耐渍性、提高玉米的耐渍能力，从而保证涝渍胁迫下玉米的高产、稳产。

为实现上述目的，本发明是这样实现的：

在本发明的第一方面，提供了一种玉米耐渍基因ZmWST1，所述玉米耐渍基因ZmWST1为如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或者为SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经过添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而产生的具有耐渍能力的核苷酸序列。

本发明的玉米耐渍基因ZmWST1是由申请人使用GWAS技术发掘获得的，并通过转基因技术对其耐渍功能进行了验证，申请人将其命名为玉米耐渍基因 ZmWST1。

在本发明的第二方面，提供了所述的玉米耐渍基因ZmWST1编码的蛋白质序列，该蛋白质的氨基酸序列为如SEQ ID NO：2所示；或者为与SEQ ID NO.2 所示氨基酸序列具有至少90％同源性且具有耐渍能力的氨基酸序列。

在本发明的第三方面，提供了ZmWST1在提高玉米耐渍能力中的应用。

本发明将ZmWST1基因构建到表达pCAMBIAubi1300载体，通过基因枪介导的转化方法，将pCAMBIAubi1300携带的ZmWST1基因转入玉米受体细胞中，通过组织培养等技术手段获得转基因植株。实验结果表明，ZmWST1具有提高玉米耐渍能力的作用。

本发明具备的有益效果是：