ZmICE1蛋白或其编码基因在调控植物的抗低温能力中的应用

本发明涉及基因工程，尤其涉及zmice1蛋白或其编码基因在调控植物的抗低温能力中的应用。

背景技术：

1、在现有技术中，玉米(zea mays l.)是一种极其重要的食物和能量来源。由于其较高的农业和经济价值，提高玉米的营养或抗逆性一直是育种方向的重点。玉米起源于热带和亚热带地区，对低温胁迫具有一定的敏感性。因此，了解玉米抗寒性的分子和生化机制对实现农业可持续发展具有重要意义。

2、玉米的耐冷性是非常复杂的数量性状，导致长期以来玉米冷信号关键组分缺乏，遗传机理不清。低温冷害能够影响玉米种子的萌发以及苗期耐冷性，已有研究表明，不同玉米自交系之间的耐冷能力存在显著差异，普遍认为该效应是多基因控制的数量性状，是多种耐冷生理性状的综合体现。虽然已经通过gwas以及qtl技术手段发现了一些潜在的数量性状qtl位点和抗性基因，但玉米抗寒性的遗传基础研究和应用仍不清楚。而在此基础上的玉米耐冷分子标记的开发会为培育耐冷的玉米品种提供更加便利的手段。因此，有必要对玉米耐冷分子标记进行进一步研究。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供zmice1蛋白或其编码基因在调控植物的抗低温能力中的应用。

2、第一方面，本发明提供zmice1蛋白，或其编码基因，或含有zmice1蛋白的编码基因的生物材料，或与zmice1蛋白的编码基因连锁的分子标记在调控植物的抗低温能力中的应用。

3、本发明进一步提供zmice1蛋白，或其编码基因，或含有zmice1蛋白的编码基因的生物材料，或与zmice1蛋白的编码基因连锁的分子标记在培育抗低温转基因植物中的应用。

4、进一步地，所述zmice1蛋白包括如seq id no.1所示的氨基酸序列。

5、进一步地，所述zmice1蛋白的编码基因包括如seq id no.3所示的核苷酸序列。

6、进一步地，所述生物材料为表达盒、载体或转基因细胞。

7、进一步地，所述载体为有ubi启动子的pcun载体。

8、进一步地，所述分子标记位于所述zmice1蛋白的编码基因上游465bp处，多态性为a/c。

9、进一步地，所述应用为通过提高zmice1蛋白的编码基因的表达水平，提高植物的抗低温能力，和/或，通过将过表达zmice1蛋白的编码基因的株系和其他株系杂交得到抗低温株系。

10、进一步地，所述植物为单子叶植物或双子叶植物，优选为玉米。

11、第二方面，本发明提供一种提高植物抗低温能力的方法，包括，过表达植物中的zmice1蛋白的编码基因；所述zmice1蛋白的编码基因。

12、进一步地，通过转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖的方法，过表达植物中的zmice1蛋白的编码基因。

13、进一步地，所述转基因包括利用ti质粒、植物病毒载体、直接dna转化、显微注射、基因枪、电导、农杆菌介导的方法将包含zmice1基因的重组表达载体导入玉米，获得转基因玉米株系。

14、第三方面，本发明提供一种分子标记在如下任意一种或多种中的应用：

15、i)在鉴定玉米耐冷性性状表型中的应用；

16、ii)在玉米种质资源鉴定、改良或分子标记辅助育种中的应用；

17、iii)在玉米耐冷性基因分型中的应用；

18、iv)在玉米耐冷性性状早期预测中的应用；

19、v)在筛选或创制玉米耐冷性性状不同的玉米中的应用。

20、所述分子标记位于所述zmice1蛋白的编码基因上游465bp处，多态性为a/c，若扩增后测序得到的snp-465位点为a(含有seq id no.6所示核苷酸序列)则鉴定玉米可能为冷敏感型；若扩增后测序得到的snp-465位点为c(含有seq id no.7所示核苷酸序列)则鉴定玉米可能为耐冷型。

21、本发明的有益效果在于：

22、(1)本发明通过对玉米冷相关基因zmice1的研究，发现过表达该基因的转基因植株相较于对照植株具有明显耐低温的表型，而采用crispr/cas9技术敲除株系具有低温敏感表型，此外，zmice1还能够影响种子的萌发。本发明提供的zmice1基因的应用为培育抗低温植物新品种提供了基因资源。

23、(2)本发明在耐冷zmice1基因内，鉴定了单碱基变异与玉米耐冷性连锁的小片段，该碱基的变异可作为玉米耐冷分子标记。本发明提供的分子标记以及相应的引物对可以准确、快速地检测植物的抗低温能力。

技术特征：

1.zmice1蛋白，或其编码基因，或含有zmice1蛋白的编码基因的生物材料，或与zmice1蛋白的编码基因连锁的分子标记在调控植物的抗低温能力中的应用。

2.zmice1蛋白，或其编码基因，或含有zmice1蛋白的编码基因的生物材料，或与zmice1蛋白的编码基因连锁的分子标记在培育抗低温转基因植物中的应用。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述zmice1蛋白包括如seq id no.1所示的氨基酸序列。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述zmice1蛋白的编码基因包括如seq idno.3所示的核苷酸序列。

5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述生物材料为表达盒、载体或转基因细胞。

6.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述分子标记位于所述zmice1蛋白的编码基因上游465bp处，多态性为a/c。

7.根据权利要求1-6任一项所述的应用，其特征在于，所述应用为通过提高zmice1蛋白的编码基因的表达水平，提高植物的抗低温能力，和/或，通过将过表达zmice1蛋白的编码基因的株系和其他株系杂交得到抗低温株系。

8.根据权利要求1-7任一项所述的应用，其特征在于，所述植物为单子叶植物或双子叶植物，优选为玉米。

9.一种提高植物抗低温能力的方法，其特征在于，包括，过表达植物中的zmice1蛋白的编码基因；所述zmice1蛋白的编码基因。

10.一种分子标记在如下任意一种或多种中的应用：

技术总结
本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及ZmICE1蛋白或其编码基因在调控植物的抗低温能力中的应用。所述ZmICE1蛋白包括如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列，所述ZmICE1蛋白的编码基因包括如SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列，所述应用为通过提高ZmICE1蛋白的编码基因的表达水平，提高植物的抗低温能力。本发明研究发现一种和植物抗低温能力相关的ZmICE1基因，通过过表达该基因可以提高植物的抗低温能力。本发明提供的ZmICE1基因的应用为培育耐低温植物新品种提供了新的基因资源，同时为研究玉米应答低温胁迫的机制奠定一定的理论基础。

技术研发人员：杨淑华,施怡婷,蒋海芳
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25