[发明专利]一种玉米转录因子ZmEREB92及应用

说明书

本发明提供本发明提供一种玉米转录因子ZmEREB92及应用。该玉米转录因子ZmEREB92基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明还提供一种CRISPR/Cas9介导的ZmEREB92敲除突变体玉米植株的制备方法，包括如下步骤：（1）构建含有ZmEREB92基因的表达载体；（2）将表达载体转化DH5α感受态细胞后培养获得单克隆菌株；（3）将单克隆菌株转入农杆菌，然后以玉米幼胚为材料，通过农杆菌介导的玉米幼胚进行遗传转化。本发明提供了ZmEREB92基因能够调控玉米种子萌发，进而采用转基因技术开发了CRISPR/Cas9介导的ZmEREB92敲除突变体玉米植株的制备方法，对解析玉米调控种子萌发机制，选育高活力玉米品种具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种玉米转录因子ZmEREB92及应用。

背景技术

玉米是一年生禾本科的草本植物，原产于中美洲和南美洲，是世界重要的粮食作物与饲料作物，也是我国十分重要的农产品，涉及食品加工、饲料加工、农产品深加工等多个产业，玉米的高产稳产对维护我国粮食安全有重大意义。然而，过去十几年间，我国玉米供求关系，已经从产大于需转变为产不足需，出现玉米常态化缺口。其原因主要是我国玉米产量与玉米品质都有待提高。与发达国家的优质玉米品种相比，我国玉米品种的发芽率以及种子活力偏低，难以适应大规模机械化作业。

种子能否良好的萌发决定了植物的命运，农业生产中，高活力的种子也是保证高产的一大要素，因此，挖掘调控玉米种子萌发的基因并解析其调控机制，对提升我国玉米种子质量，保障我国粮食安全具有重要意义。

转录调控是植物调控自身各种生命活动的重要分子机制，转录因子是转录调控的核心调节因子，可以通过结合下游靶基因的启动子激活或抑制其基因表达，从而调控植物生命活动的各个进程。AP2/ERF 转录因子家族是植物最大转录因子家族之一，在调控植物的生长发育、响应逆境胁迫方面都起到非常重要的作用（Allen M D,YamasakiK,Ohme-Takagi M et al. A novel mode of DNA recognition by a beta-sheet revealed bythe solution structure of the GCC-box binding domain in complex with DNA.  The EMBO journal, 1998,17(18):5484-5496.）。AP2/ERF 转录因子可能也在调控种子萌发方面发挥重要作用。AP2结构域可能在精确调控ABA/GA平衡中发挥重要作用(Shu Kai,LiuXiao-Dong,Xie Qi et al. Two Faces of One Seed: Hormonal Regulation ofDormancy and Germination . Mol Plant, 2016, 9: 34-45.)，例如，AtABI4、SbABI4、OsAP2-39、AtCHOTTO1等AP2家族的转录因子均被报道通过调节GA\ABA平衡而调控种子萌发（Shu K, Zhang H, Wang S, et al. ABI4 Regulates Primary Seed Dormancy byRegulating the Biogenesis of Abscisic Acid and Gibberellins inArabidopsis. PLoS Genetics, 2013, 9: e1003577；Belmonte Mark F,Kirkbride RyanC,Stone Sandra L et al. Comprehensive developmental profiles of gene activityin regions and subregions of the Arabidopsis seed. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013,110(5):E435-E444；Yamagishi Kazutoshi,TatematsuKiyoshi,Yano Ryoichi et al. CHOTTO1, a doubleAP2 domain protein of Arabidopsis thaliana, regulates germination andseedling growth under excess supply of glucose and nitrate. Plant cell physiology, 2009,50(2):330-340；Yaish Mahmoud W,El-KereamyAshraf,Zhu Tong etal. The APETALA-2-like transcription factor OsAP2-39 controls keyinteractions between abscisic acid and gibberellin in rice.  PLoS genetics,2010,6(9):e1001098）。但是，在玉米中，种子萌发的研究尚不够深入，调控玉米种子萌发的转录因子也少见报道。因此，有必要挖掘调控玉米种子萌发的转录因子，为选育具有高活力种子的玉米品种奠定基础。