[发明专利]玉米硝酸盐转运体基因ZmNRT1·5基因编辑靶点及其应用

说明书

本发明提供编辑玉米硝酸盐转运体基因ZmNRT1·5的三个编辑靶点，利用三个编辑靶点可以对ZmNRT1·5基因进行编辑，获得单个或多个碱基插入、缺失或大片段缺失等编辑类型，为深入解析该基因功能提供遗传材料。

技术领域

本发明属于生物育种技术领域，具体涉及玉米硝酸盐转运体基因ZmNRT1·5的基因编辑靶点及其应用。

背景技术

玉米是集食用、饲用与经济利用等为一体的我国第一大作物，在我国农业生产和国民经济中占有举足轻重的地位。目前，我国人口数量不断增加，耕地资源有限，提高单位面积籽粒产量是玉米育种的核心目标。玉米籽粒的大小是影响玉米的产量和品质的重要因素。因此，籽粒大小关键基因的克隆和功能解析以及其遗传调控网络的构建，可以对实施高产高效分子设计育种提供理论支撑，对保障国家粮食安全具有重要意义。植物硝酸盐转运体（nitrate transporter, NRT）不仅参与NO3-的吸收和转运，还参与众多的植物生理过程，在植物生长发育中发挥重要的作用，其在玉米中调控籽粒发育的报道还未见。玉米ZmNRT基因家族，主要分为ZmNRT1(62个)和ZmNRT2(100个)两大类群，Guan等（2020）利用图位克隆的方法获得控制玉米籽粒发育及大小的关键基因ZmNRT1·5，其编码硝酸盐转运体1·5。该基因的功能及其分子机制还有待揭示。利用基因编辑技术对目的基因进行突变能够高效地产生突变体，设计基因编辑靶点是重要的一个环节。

发明内容

本发明在设计基因编辑靶点的方向，提供玉米ZmNRT1·5基因编辑靶点及其应用。本发明提供编辑玉米硝酸盐转运体基因ZmNRT1·5的三个编辑靶点，利用三个编辑靶点可以对ZmNRT1·5基因进行编辑，获得单个或多个碱基插入、缺失或大片段缺失等编辑类型，为深入解析该基因功能提供遗传材料。

本发明提供3个能有效编辑玉米ZmNRT1·5的基因编辑靶点，玉米ZmNRT1·5的基因编辑靶点包括Target 1、Target 2和Target 3，Target 1定位于ZmNRT1·5 cDNA序列39-61bp位置，其序列如SEQ ID NO.2所示；Target 2定位于ZmNRT1·5 cDNA序列69-91bp位置，其序列如SEQID NO.3所示；Target 3定位于ZmNRT1·5 cDNA序列350-372bp位置，其序列如SEQID NO.5所示；上述ZmNRT1·5 cDNA序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步地，编码玉米ZmNRT1·5基因编辑靶点在编辑ZmNRT1·5基因中的应用，得到如下突变：

WT突变：

1)将如序列SEQ ID NO.3所示的Target 2反向互补，得到如SEQID NO.4所示的序列；

2)将如序列SEQ ID NO.5所示的Target 3反向互补，得到如SEQID NO.6所示的序列。

ko-9突变：

A1)将如序列SEQ ID NO.2所示的Target 1插入G得到突变序列，如SEQID NO.7所示；

A2)将如序列SEQ ID NO.3所示的Target 2反向互补，得到如SEQID NO.4所示的序列，插入A得到突变序列，如SEQID NO.10所示；

A3)将如序列SEQ ID NO.5所示的Target 3反向互补，得到如SEQID NO.6所示的序列，将其缺失5bp得到突变序列，如SEQID NO.12所示。

ko-11突变：

B1)将如序列SEQ ID NO.2所示的Target 1缺失CG，得到突变序列，如SEQID NO.8所示；

B2) 将如序列SEQ ID NO.3所示的Target 2反向互补，得到如SEQID NO.4所示的序列，缺失GCAGG，得到突变序列，如SEQID NO.11所示；