从玉米中分离的SIZ1蛋白及其编码基因和在品种改良中的应用的制作方法

技术特征：
1.从玉米中分离得到的zmsiz1a蛋白或zmsiz1b蛋白，其特征在于，该zmsiz1a蛋白的氨基酸序列为(a)或(b)所示:(a)seq id no.1所示的氨基酸序列；或(b)将seq id no.1所示的氨基酸序列通过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有植物e3 sumo连接酶功能或活性的蛋白变体；该zmsiz1b蛋白的氨基酸序列为(a)或(b)所示:(a)seq id no.3所示的氨基酸序列；或(b)将seq id no.3所示的氨基酸序列通过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有植物e3 sumo连接酶功能或活性的蛋白变体。2.权利要求1所述zmsiz1a蛋白或zmsiz1b蛋白的编码基因，其特征在于，所述zmsiz1a蛋白的编码基因的多核苷酸序列为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：(a)seq id no.2所示的多核苷酸；或(b)编码seq id no.1所示氨基酸的多核苷酸；或(c)与seq id no.2的多核苷酸的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸；或(d)与seq id no.2所示的多核苷酸至少有90％或以上同源性的多核苷酸；或(e)在seq id no.2所示的多核苷酸的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入的多核苷酸变体，且该多核苷酸变体所编码的蛋白仍具有植物e3 sumo连接酶的功能或活性；所述zmsiz1b蛋白的编码基因的多核苷酸序列为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：(a)seq id no.4所示的多核苷酸；或(b)编码seq id no.3所示氨基酸的多核苷酸；或(c)与seq id no.4的多核苷酸的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸；或(d)与seq id no.4所示的多核苷酸至少有90％或以上同源性的多核苷酸；或(e)在seq id no.4所示的多核苷酸的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入的多核苷酸变体，且该多核苷酸变体所编码的蛋白仍具有植物e3 sumo连接酶的功能或活性。3.权利要求1所述zmsiz1a蛋白或zmsiz1b蛋白的突变体，其特征在于，zmsiz1a蛋白的突变体的氨基酸序列为seq id no.24或seq id no.25所示，其编码基因的核苷酸序列分别为seq idno.26或seq id no.27所示；zmsiz1b蛋白的突变体的氨基酸序列为seq id no.28或seq id no.29所示，其编码基因的核苷酸序列分别为seq id no.30或seq id no.31所示；4.含有权利要求3或4所述的编码基因的植物重组表达载体。5.权利要求1所述的zmsiz1a蛋白、权利要求2所述的zmsiz1b蛋白、权利要求3或4所述的编码基因在调控玉米抗穗粒腐病抗性的应用。6.权利要求3所述的突变体在调控玉米抗穗粒腐病抗性或者在调控植株体内蛋白发生sumo化修饰能力的应用。7.权利要求1所述的zmsiz1a蛋白、权利要求2所述的zmsiz1a蛋白、权利要求3或4所述
的编码基因在调控植株体内蛋白发生sumo化修饰能力的应用。8.一种提高玉米抗穗粒腐病抗性、或增强玉米蛋白sumo化修饰能力的方法，其特征在于，包括：构建含有zmsiz1a基因或/和zmsiz1b基因的植物重组表达载体；将所述植物重组表达载体转化到玉米中，将zmsiz1a基因或/和zmsiz1b基因在玉米中进行过表达。9.一种培育抗穗粒腐病的玉米新品种方法，其特征在于，包括：构建含有zmsiz1a基因或/和zmsiz1b基因的植物重组表达载体；将所述植物重组表达载体转化到玉米中，将zmsiz1a基因或zmsiz1b基因在玉米中进行过表达，将表现穗粒腐病抗性提高的超表达株系与不同玉米材料杂交并回交转育，改良杂交种，获得玉米抗穗粒腐病抗性新品种。10.一种降低玉米蛋白sumo化修饰能力或降低玉米对穗粒腐病抗性的方法，其特征在于，该方法包括：构建zmsiz1a基因或/和zmsiz1b基因的基因编辑载体；将所构建的基因编辑载体转化到玉米植物中，将玉米中的zmsiz1a基因或zmsiz1b基因敲除或进行突变；优选的，所述zmsiz1a基因或/和zmsiz1b基因的基因编辑载体的构建方法，包括：(1)sgrna表达盒的制备以seq id no.5、seq id no.6和seq id no.8所示的核苷酸序列为靶点序列设计上下游引物，以seq id no.14所述的sgrna序列为模板为进行pcr扩增获得3段靶点序列和sgrna的融合片段；将3段融合片段分别与u6
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1启动子片段连接得到三个sgrna表达盒；(2)将三个sgrna表达盒依次连接到pcpb
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zmubi:hspcas9的hindiii酶切位点间构建得到crispr/cas9基因编辑载体；更优选的，步骤(1)中所述的上游引物的核苷酸序列分别为seq id no.9、seq id no.10和seq id no.11所示，所述的下游引物的核苷酸序列为seq id no.15所示。

技术总结
本发明公开了从玉米中分离的SIZ1蛋白及其编码基因和它们在品种改良中的应用。本发明利用CRISPR/Cas9转基因技术敲除玉米中ZmSIZ1a和ZmSIZ1b基因筛选得到两个突变体材料，因基因ZmSIZ1a和ZmSIZ1b功能异常，导致植株体内蛋白发生SUMO化修饰的能力严重受损。与野生型植株相比，突变体植株在热胁迫条件下全局性SUMO化修饰能力严重受损；同时，突变体籽粒在实验室条件和田间条件下均表现出易感穗粒腐病的表型，表明ZmSIZ1a和ZmSIZ1b蛋白对玉米蛋白发生SUMO化修饰及玉米抗穗粒腐病起着至关重要的调控作用，能够应用于调控玉米蛋白SUMO化修饰以及培育抗穗粒腐病玉米新品种。SUMO化修饰以及培育抗穗粒腐病玉米新品种。SUMO化修饰以及培育抗穗粒腐病玉米新品种。


技术研发人员：王海洋 廖新阳 孙娟 赵永平 李全权 赵斌斌 王宝宝
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：2021.07.01
技术公布日：2021/10/8