CN114480351B

CN114480351B - ZmAMP1基因的突变等位基因及其应用

Info

Publication number: CN114480351B
Application number: CN202210357365.4A
Authority: CN
Inventors: 张红伟; 王国英; 王建华; 王平喜; 付俊杰
Original assignee: Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2022-04-07
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2042-04-07
Also published as: CN114480351A

Abstract

本发明涉及作物分子育种技术领域，具体涉及ZmAMP1基因的突变等位基因及其应用。本发明提供的ZmAMP1基因的突变等位基因的编码蛋白与玉米野生型ZmAMP1基因的编码蛋白相比，具有第200位由精氨酸突变为半胱氨酸的突变。该突变等位基因能够导致玉米的半矮秆表型，提高抗倒伏性和产量，缩短开花期，促进提早收获，使得新培育的玉米杂交种能够适应积温更低的高纬度地区、易倒伏地区和高种植密度，具有重要的育种价值，对于推动玉米产量提升具有重要价值。

Description

ZmAMP1基因的突变等位基因及其应用

技术领域

本发明涉及作物分子育种技术领域，具体涉及ZmAMP1基因的突变等位基因及其应用。

背景技术

目前，研究人员在水稻和小麦中已分别发现了绿色革命基因SD1和PHT1，这些绿色革命基因具有降低株高、提高播种密度、提高抗倒伏能力和提高产量等优点。

由于水稻和小麦的半矮秆品种具有收获指数高、抗倒伏和耐高种植密度方面的优势，自20世纪60年代以来，极大地提高了主要作物的产量（Peng et al. 1999; Khush2001; Sasaki et al. 2002）。这些半矮秆品种的推广促进了水稻和小麦的产量提高，因此称之为绿色革命。在水稻中，绿色革命基因SD1编码GA生物合成的GA20氧化酶，SD1突变体降低了GA水平，增加了DELLA蛋白的积累（Sasaki et al.2002；Spielmeyer et al.2002）。DELLA蛋白是GA信号传导的负调节因子，可以抑制GA响应的植物生长（Peng et al.，1997）。小麦绿色革命基因Rht-B1b和Rht-D1b等位基因编码功能增益突变体DELLA蛋白，其抑制GA反应性生长，并导致植株矮小且对GA不敏感（Hedden 2003）。这些已知基因在作物育种中的成功应用表明操纵功能基因是改良作物品种的有效途径。

虽然目前已经克隆出许多玉米基因，但是具有应用价值的玉米基因很少，在这些基因中具有类似于绿色革命基因特点的功能基因更少。因此，在玉米中挖掘具有降低株高和提高播种密度以及抗倒伏能力等优点的基因具有重要的应用价值。

克隆控制农艺性状遗传变异的基因是设计未来作物品种的基础（Qian et al.2016; Liu et al. 2020）。许多与株高相关的基因已在作物物种中克隆，例如：水稻中的Ghd7和Hd1（Yano et al. 2000; Zhang et al. 2012）以及小麦中的Rht1（Peng et al.1999; Wojciechowski et al. 2009）。在玉米中也发现了几个控制株高的基因，如ZmGA3ox2（Teng et al. 2013）、Brachytic2（Xing et al. 2015）和ZmTE1（(Wang et al.2021）。Vgt1通过调节ZmRap2的表达来调节株高和开花时间（Salvi et al. 2007），而ZmGA3ox2、Brachytic2和ZmTE1通过调节GA3的产生或生长素的运输来控制株高（Teng etal. 2013; Wei et al. 2018; Wang et al. 2021）。然而，这些基因在玉米育种中的成功应用很少，因此有必要克隆其他控制玉米株高的基因。

在拟南芥中，amp1（Altered Meristem Program 1）突变体表现出多种表型，例如茎间分生组织增大、子叶增多、开花早和身材矮小（Chaudhury et al. 1993; Chin-Atkinset al. 1996; Nogué et al. 2000）。拟南芥AMP1基因编码一种推测的谷氨酸羧肽酶，并在所有被调查的组织中表达（Helliwell et al. 2001）。在玉米中，ZmAMP1不仅与株高和节间长度有关（Lv et al. 2014; Li et al. 2019），还与其他一些性状有关，如小叶大小、收获前发芽和花青素积累（Suzuki et al. 2008; Li et al. 2019）。然而，目前已报道的ZmAMP1突变等位基因导致极端变矮的表型（Lv et al. 2014; Li et al. 2019），没有育种应用价值。因此，有必要挖掘导致半矮秆的ZmAMP1突变等位基因。

发明内容

本发明的目的是提供一种ZmAMP1基因的突变等位基因、其编码蛋白及其应用。ZmAMP1基因的突变等位基因具有导致半矮秆株型、提前开花期、提高抗倒伏能力、提高产量等功能。

本发明提供的ZmAMP1基因的突变等位基因命名为ZmAMP1_grmm，其发现过程大致如下：

（1）对目标作物群体进行表型和基因型鉴定，基于对整个群体的QTL定位，找到一个同时控制多个性状的一因多效的QTL-qPH1

针对玉米突变体grmm株高半矮秆、开花期早的特点，利用Si273与grmm杂交，构建F2:3分离群体；对F2:3分离群体（为确保目标作物种群在不同环境中有共同的遗传基础）进行株高、花期、果穗和产量等性状的表型鉴定和基因型鉴定，然后基于对整个群体的QTL定位，找到一个同时控制株高、花期、穗部性状和产量性状的一因多效的QTL-qPH1；

其中，在进行表型分析时，于2015年冬和2016年夏分别在海南三亚和北京顺义种植获得F2:3家系，群体大小197，行长4 m，株距25 cm，设置2次重复。田间测定的主要性状有株高（PH）、穗位高(EH)、穗上部高（PHAE）、吐丝期(SD)、散粉期(PSD)、抽穗期（TD）、穗长（EL）、穗粗（ED）、单株产量(YPP)、穗行数(ERN)、行粒数(GNPR)和百粒重(HGW)；计算整个群体的最佳线性无偏估计值BLUE值和广义遗传力H²用于后续关联分析，其中，BLUE值用于后续QTL定位分析，H²用于评估数据质量，在计算BLUEs和H²时，利用如下模型：

,

其中

是第

个基因型在第

环境下表型，

表示镶嵌在环境下的重复；μ是总体平均，

是基因型效应，

是环境效应，

是基因型与环境互作效应，

是重复效应，

是剩余残差。当计算BLUEs时，

作为固定效应，其他变量作为随机效应。

在计算H²时，所有效应为随机效应，从而估计每个效应的方差，H²的计算公式是：

H^2=(σ_g^2)/(σ_g^2+(σ_ge^2)/N_e +(σ_ε^2)/rN_e )

其中，σ_g^2、σ_ge^2和σ_ε^2分别代表遗传方差、遗传与环境互作方差和残差，N_e表示环境数，r表示重复数。

在进行基因型鉴定时，对利用自交系grmm和Si273构建的目标玉米分离群体（即F2:3群体）利用包含6000个SNP的基因芯片进行基因型鉴定，过滤掉两亲本间非多态性的SNP以及在群体中呈现奇异分离的SNP，最终得到1379个SNP位点。

利用QTL IciMapping version 4.0软件的默认设置（Meng et al. 2015）进行连锁分析，构建该群体的遗传连锁图谱，根据连锁图和表型数据进行QTL定位，利用1000次置换检验确定每个性状LOD的阈值，从软件的输出文件中，分别提取每个性状的表型变异贡献率（Phenotypic variance explained，PVE）和加性效应（Additive effects，AE），根据QTL定位的结果确定每一个QTL的位置和效应，在第一条染色体上找到一个控制株高、花期和产量等多个性状的QTL。

（2）利用高代群体进行qPH1的精细定位，锁定候选基因ZmAMP1，利用等位测验确认ZmAMP1是候选基因

利用grmm作为轮回亲本构建BC2F2和BC2F3群体，采用图位克隆的方法利用970个BC2F2单株和2120个BC2F3单株对qPH1进行精细定位，锁定候选基因所在的区间，将目标QTL定位到16.7kb的范围内，根据玉米B73第3版本的参考基因组位置信息，该范围内包含两个基因，分别是GRMZM2G010353（ZmAMP1）和GRMZM2G011385，其中基因GRMZM2G010353（ZmAMP1）可能是候选基因；

进一步利用ZmAMP1的两个Mu插入突变体(UFMu-10012 and UFMu-05780)与grmm进行杂交，确认ZmAMP1确实是导致grmm半矮秆表型的功能基因；

（3）利用实时定量PCR（qRT-PCR）和基因组测序，确定导致候选基因功能变异的碱基位点

为了确认导致grmm半矮秆表型的功能位点，首先在BC3F3代筛选到基于qPH1的近等基因系（NILs），包含grmm片段的NIL称为NIL^grmm，包含Si273片段的称为NIL^Si273，提取NILs和亲本的营养生长V6时期幼茎组织的RNA，通过转录组分析和实时定量PCR（RT-PCR）比较ZmAMP1在NILs之间（NIL^Si273和NIL^grmm）和亲本之间（grmm和Si273）的差异，发现NILs之间ZmAMP1的表达量没有差异，且亲本之间ZmAMP1的表达量也没有差异，说明导致grmm半矮秆表型的原因与ZmAMP1的表达无关，推测ZmAMP1导致半矮秆等性状差异的原因在于编码区（CDS）。

为了进一步确认导致grmm半矮秆表型的功能位点，对grmm和Si273的ZmAMP1的基因组序列进行扩增，并下载了maizegdb网站（www.maizegdb.org）上四个正常自交系（B73,CML247, EP1, 和F7）的公共数据，提取了这些自交系的ZmAMP1的基因组序列，通过序列比对，grmm的ZmAMP1基因的cDNA序列中，只有第598位碱基从C突变为T是保守的，即在其他自交系中都是C，而在grmm中是T，该变异是grmm中特异性变异，该碱基的变异可能是导致grmm半矮秆等多种表型变异的原因。同时，通过比较ZmAMP1_grmm序列与已知的ZmAMP1突变基因的区别，对已知的ZmAMP1突变基因的突变位点进行核对，发现已知的ZmAMP1突变基因的突变位点在grmm中并不存在，表明ZmAMP1_grmm是一个新的ZmAMP1的突变等位基因。

（4）利用电子显微镜观察发现ZmAMP1_grmm导致半矮秆与细胞数目的变化有关

为了确认grmm导致半矮秆的生理原因，首先确定了NILs之间的差异与节间的长度有关；进而对NILs的节间组织进行切片观察，确认NILs之间的差异由细胞数目造成还是由细胞大小造成。

（5）利用回交转育将ZmAMP1_grmm导入到杂交种中，证明ZmAMP1_grmm的生产应用价值

为了确认ZmAMP1_grmm是否具有生产应用价值，将ZmAMP1_grmm导入到玉米杂交种郑单958的两个亲本中（分别是郑58和昌7-2），回交至BC4F2代，获得纯合的包含有ZmAMP1_grmm的郑58和昌7-2，分别命名为郑58_grmm和昌7-2_grmm，利用郑58_grmm和昌7-2_grmm配制新的F1组合，命名为郑单958_grmm；分别在三个不同环境下鉴定郑单958_grmm和郑单958的开花期、株高、倒伏率和产量的差异，结果显示，将ZmAMP1_grmm导入郑单958产生的新的杂交组合具有株高矮、开花早、抗倒伏能力强等优点，在密度增加一倍（8888株/亩的密度）的条件下，与郑单958相比，抗倒伏性提高、开花期提前、产量提高，证明郑单958_grmm的应用价值。

具体地，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供ZmAMP1基因的突变等位基因，所述突变等位基因的编码蛋白与玉米野生型ZmAMP1基因的编码蛋白相比，具有第200位由精氨酸突变为半胱氨酸的突变。

本发明中，玉米野生型ZmAMP1基因对应的玉米B73 参考基因组V3版本（B73RefGen_v3）的基因号为GRMZM2G010353，对应的玉米B73 参考基因组V4版本（Zm-B73-REFERENCE-GRAMENE-4.0）的基因号为Zm00001d034383，对应的玉米B73 参考基因组V5版本（Zm-B73-REFERENCE-NAM-5.0）的基因号为Zm00001eb060200，其Genbank登录号为LOC10014773，编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

优选地，所述突变等位基因的编码蛋白具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。

基于上述提供的ZmAMP1基因的突变等位基因编码蛋白的氨基酸序列以及密码子规则，本领域技术人员能够获得ZmAMP1基因的突变等位基因的核苷酸序列，基于密码子的简并性，ZmAMP1基因的突变等位基因的核苷酸序列并不唯一，但所有能够编码产生具有上述氨基酸序列的蛋白的基因均在本发明的保护范围内。

在本发明的一些实施方式中，所述突变等位基因与玉米野生型ZmAMP1基因相比，具有cDNA的第598位由C突变为T的突变。

在本发明的一些实施方式中，所述突变等位基因具有如SEQ ID NO.2或SEQ IDNO.3所示的核苷酸序列。

其中，SEQ ID NO.2所述序列为突变等位基因的cDNA序列，SEQ ID NO.3所示序列为突变等位基因的基因组DNA序列。

第二方面，本发明提供一种玉米突变蛋白，所述突变蛋白与玉米野生型ZmAMP1蛋白相比，具有第200位由精氨酸突变为半胱氨酸的突变。

以上所述的玉米野生型ZmAMP1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

在本发明的一些实施方式中，所述玉米ZmAMP1突变蛋白具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。

在本发明的一些实施方式中，所述玉米突变蛋白由以上所述的ZmAMP1基因的突变等位基因编码得到。

第三方面，本发明提供一种生物材料，所述生物材料含有所述ZmAMP1基因的突变等位基因，或表达所述玉米ZmAMP1突变蛋白；所述生物材料为表达盒、载体或微生物。

在本发明的一些实施方式中，所述表达盒由启动子和ZmAMP1基因的突变等位基因组成。根据表达需要以及表达盒上下游序列的不同，表达盒中还可包含终止子，或者含有增强子等其他转录、翻译调控元件。

在本发明的一些实施方式中，所述载体为质粒载体、噬菌体、病毒等载体，其中，质粒载体包括复制型载体和非复制型载体。所述载体含有ZmAMP1基因的突变等位基因或含有上述表达盒。

在本发明的一些实施方式中，所述微生物为大肠杆菌或农杆菌，所述微生物含有ZmAMP1基因的突变等位基因或含有上述表达盒或载体。

第四方面，本发明提供所述ZmAMP1基因的突变等位基因或所述玉米ZmAMP1突变蛋白或所述生物材料的以下任一种应用：

（1）在降低植物株高中的应用；

（2）在提高植物抗倒伏能力中的应用；

（3）在提高植物播种密度中的应用；

（4）在促进植物开花中的应用；

（5）在缩短植物开花期中的应用；

（6）在提高植物在易发生倒伏环境下的产量中的应用；

（7）在提高植物在高种植密度环境下的产量中的应用；

（8）在植物遗传育种中的应用；

（9）在植物种质资源改良中的应用；

（10）在构建转基因植物中的应用。

以上所述的应用中，所述植物可为单子叶植物或双子叶植物，包括但不限于玉米、拟南芥、水稻、小麦、大豆、棉花、大麦、燕麦、黑麦、谷子、高粱、烟草、青稞、向日葵、油菜、苜蓿、粟、甘蔗、番茄、木薯、马铃薯、白菜、甘蓝、黄瓜、西瓜、甜瓜、花椰菜、西蓝花等。优选为玉米。

本发明提供的ZmAMP1基因的突变等位基因、玉米ZmAMP1突变蛋白能够导致玉米株型半矮秆，提高其抗倒伏能力，降低其在易发生倒伏环境中的倒伏率，使得玉米能够适应高播种密度，提高玉米在易发生倒伏环境下、高种植密度条件下的产量；还能够促进玉米开花，提前玉米开花期，进而缩短玉米的生育期。

基于上述功能，本发明提供的ZmAMP1基因的突变等位基因、玉米ZmAMP1突变蛋白可用于玉米的遗传育种、种质资源改良或转基因玉米的构建。

上述遗传育种、种质资源改良或转基因植物构建优选以降低株高、提高抗倒伏能力、开花期提前和/或提高产量为育种目的。

第五方面，本发明提供一种提高玉米的抗倒伏能力或缩短玉米的生育期的方法，所述方法包括使玉米含有所述ZmAMP1基因的突变等位基因的步骤。

以上所述的方法中，使玉米含有所述ZmAMP1基因的突变等位基因通过将所述ZmAMP1基因的突变等位基因导入玉米中实现。

将所述ZmAMP1基因的突变等位基因导入的方式包括但不限于转基因、杂交、回交和/或自交的方法。

其中，转基因的方式具体可为向玉米中导入含有所述ZmAMP1基因的突变等位基因的质粒实现。

第六方面，本发明提供一种提高玉米在易发生倒伏环境下的产量的方法，所述方法包括使玉米含有所述ZmAMP1基因的突变等位基因的步骤。

第七方面，本发明提供一种植物，所述植物含有所述ZmAMP1基因的突变等位基因。

优选地，所述植物为玉米。

本发明的有益效果在于：本发明通过QTL定位发现一个控制玉米株高、花期和产量等多个性状的QTL位点qPH1，进一步图位克隆发现ZmAMP1基因的突变等位基因是导致表型变化的基因。将ZmAMP1基因的突变等位基因导入玉米杂交种后，发现该突变等位基因能够显著降低杂交种的株高，提高其抗倒伏性和产量，缩短杂交种的开花期，促进提早收获，进而有利于玉米籽粒脱水和机械收获。

本发明提供的ZmAMP1基因的突变等位基因可以在不导致产量显著降低的情况下，缩短玉米杂交种的开花期并降低倒伏率，使得新培育的玉米杂交种能够适应积温更低的高纬度地区、易倒伏地区和高种植密度，具有重要的育种价值，对于推动玉米产量提升具有重要价值。

附图说明

图1为本发明实施例1中F2:3群体表型性状的相关分析，其中，对角线表示每个性状的表型分布；对角线上方的值为两两性状之间的相关系数，对角线下方的图为散点图；PH：株高；PSD：散粉期；SD：吐丝期；ED：穗粗；EL：穗长；ERN：穗行数；KNPR：行粒数；HKW：百粒重；YPP：单株产量；“**”表示P值<0.01。

图2为本发明实施例2中qPH1的精细定位，其中，A为qPH1在第1染色体上的连锁位置; B为利用BC2F2和BC2F3群体进行精细定位； C为ZmAMP1 的基因结构和两个Mu插入突变体（UFMu-05780 and UFMu-10012）Mu转座子的插入位置。

图3为本发明实施例2中ZmAMP1基因的已知突变和本发明新发现的突变的位置示意图；通过分析ZmAMP1_grmm的基因组序列，文献报道了两个ZmAMP1的突变体的突变位点，这两个位点与本发明的突变位点不同，证明ZmAMP1_grmm为ZmAMP1的一个新的等位基因；其中，“ATG”为翻译起始位点，箭头表示d2003突变体（Lv et al. 2014）中的插入位点（在“ATG”之后的第33和34个碱基之间），三角形表示grmm中“ATG”之后的第598个碱基处的非同义突变，“*”表示m34突变体中的突变位点（第7175个碱基从G到A的SNP）（Li et al. 2019）。

图4为本发明实施例3中ZmAMP1表达分析和突变位点的鉴定，其中，A为亲本间和NILs之间ZmAMP1表达量的比较；B为来自grmm、Si273和四个公共自交系的第598个碱基的ZmAMP1基因组序列的比较。

图5为本发明实施例3中在grmm和42个随机选择的自交系之间进行比较，证明第598个碱基的基因组变异在grmm中是特异性的；其中，箭头表示具体的变体。

图6为本发明实施例4中NILSi273和NILgrmm 的节间长度比较，其中，灰色和黑色柱子分别代表NILSi273和NILgrmm 的节间长度；No.-0 代表穗位所在的节间长度，No.-3,No.-2, No.-1分别代表穗下第3、第2和第1节间，No.1, No.2, No.3分别代表穗上第3、第2和第1节间；“*”表示在P < 0.05水平上差异显著。

图7为本发明实施例4中NILSi273和 NILgrmm 节间的细胞组织学观察，其中，A和B：NILSi273（A）和NILgrmm（B）第六节间横截面的扫描电子显微照片；C和D：NILSi273（C）和NILgrmm（D）第六节间纵切面的扫描电子显微照片；E和F：NILSi273和NILgrmm第六和第七节间薄壁细胞横截面（E）中的细胞面积和纵截面（F）中的细胞长度的比较；标尺=100μm；N6：第六节间；N7：第七节间。灰色和黑色列分别表示NILSi273和NILgrmm。

图8为本发明实施例5中郑单958和郑单958_grmm在环境1（2020年河北省廊坊市）的田间表现，其中，A为开花时间，B为株高，C为倒伏率，D为亩产；“***”表示在P<0.001水平上显著，“**”表示在P<0.01水平上显著，“ns”表示不显著。

图9为本发明实施例5中郑单958和郑单958_grmm在环境2（2021年河北省廊坊市）的田间表现，其中，A为开花时间，B为株高，C为倒伏率，D为亩产；“***”表示在P<0.001水平上显著，“**”表示在P<0.01水平上显著，“ns”表示不显著。

图10为本发明实施例5中郑单958和郑单958_grmm在环境3（2020年北京市顺义）的田间表现，其中，A为开花时间，B为株高，C为倒伏率，D为亩产；“***”表示在P<0.001水平上显著，“**”表示在P<0.01水平上显著，“ns”表示不显著。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1 F2:3群体表型分析和QTL定位

针对玉米突变体grmm半矮秆、开花期早的特点，利用Si273与grmm杂交，构建F2:3分离群体。在F2:3群体中，分别统计了株高相关性状（包括株高、穗位高和穗上高）、花期相关性状（包括抽穗期、散粉期、吐丝期）、穗部性状（穗长和穗粗）以及产量相关性状（包括穗行数、行粒数、百粒重和单株产量）。对于每个测试性状，父母之间存在显著差异（表1）。这些性状的变异系数在3.13%～25.27%之间，广义遗传力在0.55～0.89之间，说明这些性状主要受遗传因素控制。对测试性状的相关分析表明，株高与花期、果穗和产量相关性状显著相关。同时，产量相关性状也与花期相关性状和穗部性状显著相关（图1）。相关分析表明，在F2:3群体中，大多数性状具有重叠或共同的遗传基础。

表1 F_2:3 群体所调查性状的基本统计量

注：“**” 表明亲本之间在P < 0.01水平上差异显著。

对以上所有性状进行QTL定位。共鉴定出11个控制株高相关性状的QTL、30个控制花期相关性状的QTL、11个控制穗部性状的QTL和15个控制产量相关性状的QTL（表2和表3）。位于1号染色体上约276 cM处的QTL与所有测试性状相关（表4）。由于株高位于第1染色体的QTL在该位点具有最大的LOD值、PVE和加性效应（表2和表3），因此将该QTL命名为qPH1。

表2 QTL 定位结果

注：第一列中，确定QTL位点是否存在的LOD阈值是通过1000次置换检验得到的。最后一列中，负值表明来自亲本 Si273的基因型起正向贡献，正值表明来自亲本grmm的基因型起正向贡献。

表3 QTL 定位结果

表4 qPH1与所有测试性状都相关

注：最后一列中，负值表明来自亲本 Si273的基因型起正向贡献，正值表明来自亲本grmm的基因型起正向贡献。

实施例2 qPH1精细定位和等位性测验

使用株高作为qPH1精细定位的目标性状，其位于273-277cM的区间（图2的A），该位置大致对应于281.8-289.3 Mb的物理位置（B73参考基因组版本3）。使用标记D2和D25（引物序列见表5）对交换单株进行了初步筛选，D2和D25的位置分别为281.2和289.9 Mb。使用BC2F2群体，QTL区域缩小到G2和R18之间的区域（引物序列见表5），根据玉米B73参考基因组版本3，该区域的长度为227 kb。使用BC2F3群体，R14和G13之间的QTL区域进一步缩小至16kb（引物序列见表5）。在该区域发现了两个候选基因（GRMZM2G010353和GRMZM2G011385）（图2的B）。

表5 引物序列信息

根据注释信息，GRMZM2G010353与拟南芥中的AMP1同源，将其命名为ZmAMP1。ZmAMP1有10个外显子（图2的C），编码一种谷氨酸羧肽酶。据报道，该基因与株高有关，并且在玉米中发现了该基因的两个突变等位基因（Lv et al. 2014; Li et al. 2019）。Lv等人发现ZmAMP1第一外显子第33个碱基的单碱基插入产生终止密码子，导致翻译的提前终止（Lv et al. 2014），Li等人发现第六外显子第1606个碱基（从G到A）的核苷酸替换导致氨基酸变化(Li et al. 2019)。序列分析发现这两个序列的变异在grmm中未检测到（图3），这表明这是ZmAMP1的一个新等位基因，将其命名为ZmAMP1_ grmm。

为了确认ZmAMP1是否是导致grmm半矮秆表型的基因，使用ZmAMP1的两个Mu插入突变体（UFMu-10012和UFMu-05780；图2的C）进行等位性测试。对于每个Mu插入突变体，由于携带Mu插入等位基因的纯合突变体是胚致死的（Suzuki等人，2008），只有杂合突变体可用。结果显示，在杂合子Mu插入突变体的后代群体中，携带野生型和杂合子基因型的植株数量遵循1:2的分离比（表6）。将杂合子UFMU-10012和UFMU-05780植株分别与grmm杂交产生F1家系。结果发现，在F1系中，矮株和高株的数量遵循1:1的分离比（表7）。因此，等位性试验支持ZmAMP1是目标基因。

表6杂合Mu插入突变体自交后代的表型分离

注：“+” 表示野生基因型; “-”表示Mu插入基因型 e; P 值大于 0.05 表明符合1:2 的分离比（卡方检验）。

表7 利用UFMu-10012 and UFMu-05780进行等位测验

注：P 值大于 0.05 表明符合1:1 的分离比（卡方检验）。

实施例3 ZmAMP1变异位点的挖掘

首先在BC3F3代筛选到基于qPH1的近等基因系（NILs），包含grmm片段的NIL称为NIL^grmm，包含Si273片段的称为NIL^Si273，提取NILs和亲本的营养生长V6时期幼茎组织的RNA，通过转录组分析和实时定量PCR（RT-PCR）比较ZmAMP1在NILs之间（NIL^Si273和NIL^grmm）和亲本之间（grmm和Si273）的差异。

qRT-PCR显示，NIL^Si273和NIL^grmm之间以及亲本系之间没有显著差异（图4的A），这表明grmm的半矮秆表型与ZmAMP1的表达无关。因此，将ZmAMP1_grmm（ATG转录起始密码子后）的基因组序列与来自Si273、B73、CML247、EP1和F7（B73、CML247、EP1和F7的序列来自于www.maizegdb.org）的ZmAMP1的基因组序列进行比较，发现只有一个序列变异体在grmm中具有特异性（图4的B）。ZmAMP1第一外显子的第598个碱基在grmm中为胸腺嘧啶（T），在B73、CML247、EP1和F7中为胞嘧啶（C）。第598个碱基的序列变体导致非同义突变，导致grmm蛋白酶相关超家族结构域第200个氨基酸从精氨酸转变为半胱氨酸（图4的B）。这种转变改变了氨基酸的极性。

为了进一步发现第598个碱基的序列变体在grmm中是否特异，随机对42个自交系进行测序，发现所有这些自交系中的第598个碱基都是胞嘧啶（图5）。

综上所述，ZmAMP1基因第598个碱基的非同义突变是导致grmm半矮秆表型的原因。

实施例4 细胞学观察表明grmm半矮秆表型与细胞数目有关

NIL^Si273和NIL^grmm之间存在显著的表型差异（表8），NIL^grmm的节间长度显著短于NIL^Si273（图6），表明grmm的矮化与其短节间有关。用扫描电子显微镜（SEM）观察NILs抽穗期第六节间和第七节间的横截面和纵截面。在第六节间的横切面上，两个NIL的维管束和薄壁细胞大小相似（图7的A、B）。在第六节间的纵切面上，NIL^Si273和NIL^grmm的节间细胞大小也相似（图7的C、D）。经统计学分析，NIL^Si273和NIL^grmm之间第六/第七节间的细胞面积或细胞长度均无显著差异（图7的E、F）。因此，细胞学分析表明，NIL^grmm和grmm的矮化与细胞数量有关，而与细胞面积和细胞长度无关。

表8 NIL^Si273 和NIL^grmm的表型比较

注：A, B表示在P <0.01水平上差异显著（t测验）。

实施例5 ZmAMP1_grmm导入杂交种的效果评估

为了确认ZmAMP1_grmm是否具有生产应用价值，利用回交导入的方法，将grmm中的突变等位基因ZmAMP1_grmm（编码蛋白序列如SEQ ID NO.1所示，cDNA序列如SEQ ID NO.2所示，基因组DNA序列如SEQ ID NO.3所示）导入到玉米杂交种郑单958的两个亲本中（分别是郑58和昌7-2），回交至BC4F2代，获得纯合的包含有ZmAMP1_grmm的郑58和昌7-2，分别命名为郑58_grmm和昌7-2_grmm，利用郑58_grmm和昌7-2_grmm配制新的F1组合，命名为郑单958_grmm；分别在三个不同环境下鉴定郑单958_grmm和郑单958的开花期、株高、倒伏率和产量的差异，这三个环境分别为：2020年河北省廊坊市（环境1）、2021年河北省廊坊市（环境2）和2020年北京市顺义（环境3）。三个环境下的播种密度为：郑单958的播种密度为4444株/亩，郑单958_grmm的播种密度为8888株/亩，郑单958和郑单958_grmm均按照正常田间管理进行施肥、浇水和除草，管理措施一致。

结果显示，在3个不同的环境中，郑单958_grmm比郑单958早一周左右开花（图8的A、图9的A、图10的A），并且郑单958_grmm的株高显著低于郑单958（图8的B、图9的B、图10的B）。在三个测试环境中的两个环境中，郑单958_grmm的倒伏率为0，郑单958的倒伏率在不同环境下存在差异(图8的C、图9的C、图10的C)，这可能与不同环境的风力大小不同有关。与环境2和环境3相比，郑单958在环境1中的低倒伏率条件下降低了产量损失，在倒伏率较高时，郑单958_grmm的产量高于郑单958 (图8的D、图9的D、图10的D)。上述结果证实了含有ZmAMP1_grmm的郑单958_grmm在高种植密度和倒伏严重环境下的优异表现。

上述说明书中引用的参考文献如下：

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虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

序列表

<110> 中国农业科学院作物科学研究所

<120> ZmAMP1基因的突变等位基因及其应用

<130> KHP221112284.3YS

<160> 58

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 713

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 1

Met Pro His Ser Val Leu Ala Arg Leu Pro Pro Gly Ser Val Arg Leu

1 5 10 15

Val Ala Ala Phe Gly Leu Leu Leu Leu Val Ser Leu Leu Val Leu His

20 25 30

Arg Arg Pro Gly Arg Pro His Val Ala Ala Ala Ala Ala Ser Asp Arg

35 40 45

Leu Thr Asp Pro Ser Arg Ser Arg Leu Phe Leu Ser Gln Ser Pro Gly

50 55 60

Ala Asn Ala Ser Ile Ala Ala Asp Leu Arg Ala Leu Thr Ala Gly Pro

65 70 75 80

His Leu Ala Gly Thr Pro Ala Ser Ala Gly Ala Ala Ala His Val Leu

85 90 95

Ala Arg Leu Arg Ala Ala Gly Leu Gln Thr Leu Thr Arg Glu Tyr Glu

100 105 110

Pro Leu Leu Ser Tyr Pro Gly His Ala Ser Leu Ala Leu Leu Arg Pro

115 120 125

Asp Gly Ser Leu Leu Ala Arg Leu Ser Leu Glu Glu Pro Ala Asp Glu

130 135 140

Gly Arg Arg Val Val Pro Pro Tyr His Ala Tyr Ala Pro Ser Gly Gly

145 150 155 160

Ala Val Ala Glu Ala Val Phe Val Asn Leu Gly Arg Glu Glu Asp Tyr

165 170 175

Val Val Leu Glu Arg Leu Gly Val Gly Val Arg Gly Arg Val Ala Val

180 185 190

Ala Arg Arg Gly Gly Gly Tyr Cys Gly Gly Val Val Ala Arg Ala Ala

195 200 205

Asp Lys Gly Ala Val Ala Val Leu Ile Ala Gly Asn Ala Asp Gly Gly

210 215 220

Val Glu Arg Gly Val Val Leu Leu Gly Gly Pro Gly Asp Pro Leu Thr

225 230 235 240

Pro Gly Trp Ala Ala Thr Ser Gly Ala Glu Arg Leu Lys Phe Asp Asp

245 250 255

Lys Ala Val Lys Gln Arg Phe Pro Ser Ile Pro Ser Met Pro Val Ser

260 265 270

Ala Lys Thr Ala Ala Ala Ile Ile Arg Ser Leu Gly Gly Pro Ala Ile

275 280 285

Pro Ala Glu Trp Lys Asp Gly Leu Gly Val Asp Thr Gly Gly Leu Gly

290 295 300

Pro Gly Pro Thr Leu Val Asn Phe Thr Tyr Gln Glu Asp Arg Lys Phe

305 310 315 320

Tyr Lys Ile Arg Asp Ile Phe Gly Ile Ile Lys Gly Gln Glu Glu Pro

325 330 335

Asp Arg Tyr Val Ile Leu Gly Asn His Arg Asp Ala Trp Thr Tyr Gly

340 345 350

Ala Val Asp Pro Asn Ser Gly Thr Ala Ala Leu Leu Asp Ile Ala Arg

355 360 365

Arg Leu Gly Ile Met Leu Gln Ser Gly Trp Lys Pro Arg Arg Ser Ile

370 375 380

Ile Leu Cys Ser Trp Asp Gly Glu Glu Phe Gly Met Ile Gly Ser Thr

385 390 395 400

Glu Trp Val Glu Asp Asn Leu Glu Asp Leu His Ser Lys Ala Val Ala

405 410 415

Tyr Leu Asn Val Asp Cys Ala Val Gln Gly Val Gly Phe Phe Ala Gly

420 425 430

Ser Thr Pro Gln Leu Asp Lys Leu Leu Val Asp Ile Thr Arg Gln Val

435 440 445

Arg Asp Pro Asp Val Thr Gly Lys Met Val His Asp Thr Trp Asn Glu

450 455 460

Met Ser Gly Gly Ile Lys Ile Glu Arg Leu Ala Arg Thr Asp Ser Asp

465 470 475 480

Phe Ala Pro Phe Leu His His Ala Gly Ile Pro Ser Val Asp Leu Tyr

485 490 495

Tyr Gly Glu Asp Phe Pro Gly Tyr His Thr Ala Leu Asp Thr Tyr Asn

500 505 510

Trp Met Glu Lys His Gly Asp Pro Phe Phe Leu Arg His Leu Ala Ile

515 520 525

Thr Glu Ile Trp Gly Leu Leu Ala Leu Arg Leu Ala Asn Asp Pro Val

530 535 540

Leu Pro Phe Asp Tyr Gln Ala Tyr Thr Ser Gln Leu Gln Glu His Ile

545 550 555 560

Lys Thr Leu Ser Ala Leu Thr Ser Asn Gly His Ala Val Asn Leu Met

565 570 575

Asn Gly Cys Val Asn Asp Leu Ser Gly Ala Ala Met Glu Val Leu Lys

580 585 590

Glu Met Lys Lys Leu Gln Gln Met Asp Leu Tyr Asp Glu His Thr Arg

595 600 605

Met Arg Arg Arg Leu Leu Asn Asp Arg Leu Leu Leu Ala Glu Arg Ser

610 615 620

Phe Leu Gln Pro Glu Gly Leu Gln Gly Arg Gly Trp Phe Lys His Leu

625 630 635 640

Leu Tyr Ser Pro Pro Glu Asp Tyr Glu Ser Lys Leu Ser Phe Phe Pro

645 650 655

Gly Ile Ala Asp Ala Ile Ser Arg Ser Ala Asn Leu Ser Asp Lys Glu

660 665 670

Gln Glu Val Ala Met Gln His Glu Val Trp Lys Val Cys Arg Ala Ile

675 680 685

Gln Arg Ala Ala Ser Val Leu Arg Gly Glu Phe Ser Glu Gln Lys Pro

690 695 700

Thr Asn Phe Ser Ser Leu Val Thr Pro

705 710

<210> 2

<211> 2142

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 2

atgccgcact ccgtcctggc ccgtctgccc cccggttccg tccggctcgt agctgccttc 60

gggctgctgc tcctcgtctc gctgctcgtt ctccaccgcc gccccgggag gccccatgtg 120

gcggcggccg ccgccagcga ccgactcact gatccctccc ggtcccggct gttcctgtcg 180

cagtcccccg gggccaacgc gagcatcgcg gctgacctcc gcgcgctcac cgcggggccg 240

cacctcgcgg ggacgcctgc gtcggcgggt gcagccgcgc acgtgctcgc ccgcctccgc 300

gccgcgggac tccaaaccct aacgcgcgag tacgagccgc tgctctcgta ccctgggcac 360

gcctccctcg cgctgctccg gcccgacggg tccctgctcg cgcgcctgtc gctcgaggag 420

cccgcggacg aggggcgccg cgtcgtgcct ccgtaccacg cgtacgcgcc gtccggcggg 480

gccgtcgcgg aggcggtgtt cgtcaacctc ggccgcgagg aggactacgt cgtgctcgag 540

aggcttggag tgggcgtgcg cggccgcgtc gcggtggcgc gccgcggggg tgggtactgc 600

ggcggggttg tggcgcgcgc tgcggacaag ggagccgtcg ccgtgctcat cgcgggcaac 660

gcggacggcg gcgtcgagag aggagtcgtt cttctcggcg gccccggcga tccgctcacc 720

cccgggtggg ccgccaccag cggtgcggag cgtttgaagt tcgacgataa ggcagtcaag 780

cagcggtttc cgagtatccc ctccatgccg gtgtcggcca agacggcagc agcgatcatt 840

cgaagcctgg gcggtccggc cataccggcg gaatggaagg acggcctcgg ggtggatacc 900

ggtggtcttg gacctggccc cacgctggtc aacttcacgt atcaggagga caggaagttt 960

tataagatac gagacatttt tggtatcata aaagggcaag aggaacctga ccgatatgtg 1020

atacttggta accacagaga tgcatggacc tatggagcag ttgatcctaa cagcgggaca 1080

gctgcacttc tagacattgc tcggcgtctt ggaataatgc tgcaatcagg atggaaacca 1140

cggaggtcca tcattctttg tagttgggac ggtgaagaat ttgggatgat tggatcaact 1200

gaatgggttg aagacaacct tgaagatctg cattccaaag ctgtagctta cttgaatgtt 1260

gattgtgctg tgcaaggtgt gggatttttt gctggttcta ctccccagtt ggacaaactc 1320

ttggttgata ttacaagaca ggtaagggat cctgatgtca cgggaaagat ggttcatgat 1380

acatggaatg aaatgagtgg cggcatcaaa atagaaaggc ttgccagaac tgattccgat 1440

tttgctccat ttctacatca tgctggaatt ccatctgtag acttgtacta cggagaagat 1500

tttcctggtt accatactgc tcttgacact tataattgga tggaaaagca tggcgatcca 1560

ttctttcttc gtcatttggc tatcacagaa atttggggac tattagctct tcgattggcc 1620

aatgatcctg tgttaccttt tgattatcaa gcttacactt cgcagttaca ggagcatata 1680

aaaacattgt ctgccctgac gagcaatggc catgcagtaa atttgatgaa tgggtgcgtc 1740

aatgatcttt ctggtgcagc tatggaagtt ctgaaggaga tgaagaaact acagcagatg 1800

gatttatatg atgaacacac caggatgaga aggcgattgt tgaacgatcg cctcctactt 1860

gctgaaagaa gcttcctgca acctgaaggg ctccaaggaa gaggatggtt taagcatctg 1920

ttgtactcgc ctccggagga ctacgaaagc aagctgtcgt tcttccctgg gatcgctgac 1980

gccatctcac ggtccgccaa tctgagtgac aaggaacagg aggtggcaat gcagcatgaa 2040

gtgtggaaag tctgccgtgc gattcaaagg gctgcgagtg ttcttagagg tgaattcagt 2100

gagcaaaaac cgacgaattt tagttctttg gtgaccccat ga 2142

<210> 3

<211> 8279

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 3

gtcagttccg gtgccgcgca gggcctgagg aatgccgcac tccgtcctgg cccgtctgcc 60

ccccggttcc gtccggctcg tagctgcctt cgggctgctg ctcctcgtct cgctgctcgt 120

tctccaccgc cgccccggga ggccccatgt ggcggcggcc gccgccagcg accgactcac 180

tgatccctcc cggtcccggc tgttcctgtc gcagtccccc ggggccaacg cgagcatcgc 240

ggctgacctc cgcgcgctca ccgcggggcc gcacctcgcg gggacgcctg cgtcggcggg 300

tgcagccgcg cacgtgctcg cccgcctccg cgccgcggga ctccaaaccc taacgcgcga 360

gtacgagccg ctgctctcgt accctgggca cgcctccctc gcgctgctcc ggcccgacgg 420

gtccctgctc gcgcgcctgt cgctcgagga gcccgcggac gaggggcgcc gcgtcgtgcc 480

tccgtaccac gcgtacgcgc cgtccggcgg ggccgtcgcg gaggcggtgt tcgtcaacct 540

cggccgcgag gaggactacg tcgtgctcga gaggcttgga gtgggcgtgc gcggccgcgt 600

cgcggtggcg cgccgcgggg gtgggtactg cggcggggtt gtggcgcgcg ctgcggacaa 660

gggagccgtc gccgtgctca tcgcgggcaa cgcggacggc ggcgtcgaga gaggagtcgt 720

tcttctcggc ggccccggcg atccgctcac ccccgggtgg gccgccacca gcggtgcgga 780

gcgtttgaag ttcgacgata aggcagtcaa gcagcggttt ccgagtatcc cctccatgcc 840

ggtgtcggcc aagacggcag cagcgatcat tcgaagcctg ggcggtccgg ccataccggc 900

ggaatggaag gacggcctcg gggtggatac cggtggtctt ggacctggcc ccacgctggt 960

caacttcacg tatcaggtat aacttgctgt cttgtttctg tatgatggag tgacaacaac 1020

acgacatgta taaggacaaa tttaatggac agctagatcc aaaagactat gcggatttgc 1080

tatgttgttg tggagtcata tggcatgttt ttggtgtctc gattgggaac tggatgtagg 1140

cagtgagttg acgttagctt aatatggtat tgcttgcttc ctctgttata tctttctgga 1200

ttgtcagtct atatttgtgt gcttccatct gtacaatatc catggatgtc tgatacctaa 1260

attattccat ctaaattttt ccataggcta caattaggtg agaaatttgt aatttgattg 1320

gtgaagttca ttaactgatt ttcttcaact taagacattc cagcttaaga agggtaggcc 1380

tggtgaggtg gtgagagctg tctcactgag tcattaggtc acgttttcga aacagcctct 1440

ccgcatttgc ggggaaggct tgcacctcat tcatgtaaga gccttcgaca ctggatctac 1500

cttaataaat tttgtttgtg tggaacgtaa tatggtgttt gatatgagaa accatcctat 1560

cctagatgag gtggtgcatc atgattttat ctcacgaatt ttggtggaat cagctcattc 1620

ttcatgacta tactagtatt agctcatggg ggatgaggtg gtgatggatc aaccaattct 1680

attccatgaa ccaaacaaaa aaaaagtgag gagtgagaag atggaccacc cattcctcaa 1740

accaaatatc cctaagttct gcataccata tgtagtaagt ggtgagcctg gcttagtata 1800

attaggaaac accataataa ttaaactatt tacagttgag gcagcaatga aaggtcaata 1860

aagccgtaaa ggaatgttgg tgttcgcttg ttgtcatggc agtagcgtgt tagattgtgt 1920

gtgatgttgg gacttgggag ggtgggccat gtttggtcta ggaaatgggt gggttacaga 1980

gttatcagat cctaatacct gaatcaattt tcttgtttag tttgtaaaat gcatgaattg 2040

ttcaaccagc atgccaatct acatgactat gatgccagta gaagatgagg aatagtgtgt 2100

gctattaaat ggatcatatc taccagcagt ggaccaaccg cttactagga tggagccctt 2160

tcctgaccaa atctagagct atgaacaaac atttaaatgc cattgttttg catgcagtat 2220

gttttctgga atcttttgtt gttgacattt atgcatttgt gttgcgctta ttctgtacta 2280

tgcccttgtc atcatgtact tgaaccaggt gaccttttaa atgcatgtct gtccataaat 2340

ccatatctta taaggttttt gcttttgtga agtataattt gttcatacca acagtatctt 2400

agaatgcaag tttccattat tgttacctgt ggtatggaat gtacatgatt atgtgcttta 2460

gacttccata ttgctgcatg ttctgtgtaa atacttttgt acatgtactt tatagatgaa 2520

tacactatga ttgctattat ctctttgttt aaggaggaca ggaagtttta taagatacga 2580

gacatttttg gtatcataaa agggcaagag gaacctgacc gatatgtgat acttggtaac 2640

cacagagatg catggaccta tggagcagtt gatcctaaca gcgggacagc tgcacttcta 2700

gacattgctc ggcgtcttgg aataatgctg caatcaggat ggaaaccacg gaggtccatc 2760

attctttgta gttgggacgg tgaagaattt gggatggtaa gtagacatgg aagaaagatg 2820

ataagatgct actgtataaa catgacgtat aactgcaaat ggaccaagag atgcttttaa 2880

caatttgtca ttttattgtt taaatcacaa acgacacaac taccttaata tttgggatat 2940

gttgtctttt gactcatgac aatacacagg ctatgctaaa tagcagtgtt gcagttaaat 3000

tgttcttgca aatcaatata tcagaataag gtggtttttg gatattttcc tgcatgtagt 3060

tcccctatac tgtggaatgc ccccttcttt tttcttttgc tgttagatta ggtcaacttt 3120

gtatgtgcta tctaattgtc agcacatata cttgttactt ttattgtata taatatgaag 3180

gctctttttc gtccccagat tggatcaact gaatgggttg aagacaacct tgaagatctg 3240

cattccaaag ctgtagctta cttgaatgtt gattgtgctg tgcaaggtgt gggatttttt 3300

gctggttcta ctccccagtt ggacaaactc ttggttgata ttacaagaca ggtagaagca 3360

ttttttaatt gcactgttgc atttttctgg ttttggtcta gacaagtaga aactagctaa 3420

gttttgaagt cttgttgaag caaaactatt tattatagga caaatttaac agcatcatca 3480

tcatcaaacc ttttgcatat gtctggaaca acttaacttg aggcattgat caatagtagt 3540

actcaattat aatgttaata ccattgtctg ctgtatggct aagccagatt gccagaatga 3600

atacatgatc tgggattata tttaaaacta ttgtttccca ggtaaaaggc tttgttgttg 3660

tttgtttccc aggtaaggga tcctgatgtc acgggaaaga tggttcatga tacatggaat 3720

gaaatgagtg gcggcatcaa agtaagaatt aaattttttt tgaaatttcg ttctgcatat 3780

gtagagattg ttctcacaat tatctagcat tgtcatgtag ttctagttgc aaaatggtta 3840

ttcagttaca ccacagctga gccacatcga gcataatttg ttaattgtag tttctgtatt 3900

gctttgtcgc cccccgcagg tcgagttttt ttgtactgct ttgtcgaaca ggaacatttt 3960

gtattgtgat ggtagtagag gcaggaatgt actttcttac ttgagttgcc tgcctcatgt 4020

aaatcccact tggaggaggg catatgctcc catcattcct cttgatcttg ctatgtcttg 4080

ccccccacta ccaccaagaa agaagaaaga acatgcttgg tttctgcatg tgactaccct 4140

attcttttgc tttatgataa tcttgtcctt atttcatgac tggctttaga gtttagacca 4200

agactctgtt tggcatggct ccaactctaa actccatatt gtagttgagt agagccatcc 4260

aacaccccaa ctccacattt ctttggagca gcctaactcc atggagttgg tagagctcta 4320

gttcattttg agtctggagt ttggagcacc tcttttacaa ctccaaacca cttcatgata 4380

gacgtagaca tggagttcga ttgtatttac ctttacccac caataccatc gattacacaa 4440

aaaataattc gttttatttc ctgccaaccc tttctttctt ccgtacactc gtgtctcttc 4500

gttgcggtat ccgctagagc tcctaccgtg cgcgccccgc cctagttgtt gcccgtcgac 4560

ggtccccttc ccccaccgtc agcccctgcc aaagcgccca cgtcttcgag ggcacacacg 4620

cctcgctccc agccgcgact atagcccgcc aaggtcctcg gggcctcgct ctctttttgc 4680

atcggtagat caagactcaa gatcatgtac ccttccttcc tcttcctgtt tctcatgtac 4740

gagccctgtt gttttgttgc gcatacagac tagatccagg aatgctctac ctttacgtga 4800

tcaaaatcca tggagtttgt tgcgtttaat ttagtgtgaa gtcttgaaat tacttattag 4860

acctatataa ctatttcact caaaatggaa ggaaggacat gaattttaaa gcagacacaa 4920

agaggtataa ttgtttcact caaaatggaa cgaagggcat gaattttaaa gcagacgcaa 4980

aaacctcttt cttagagtta gggacaccct gctataggtc tacatttggg ccgcccgacc 5040

cggtccggct caaacccgaa aaagcccgac acgtttaaat ttcgggccga cacgacccat 5100

aattgttacg ggccgtgccg ggctagcctg tgggcttagt cctcggccca cggcccgtca 5160

cgtaattgct taaacgtgtc gggtttattt tgggcggccc gaatttataa aaccccgaaa 5220

ttcaatttct gccctgaaat tcacatcgga gcccaaaatt aaaacaagat ttaataaaaa 5280

aataataaaa gttaagataa acaaatttga ccaaaagaaa acttaatgtt tctattaagt 5340

tactagagta gagatgtgca atgactgcct cgttaaaaaa cttttgttag aagggaaaac 5400

aagtacaacc aactctgatg ttcataacaa aagtaaaatt acatcacatc ctctaattca 5460

aagctgcaaa agaaaatcta actagcataa acttcagcat cgcgttcttt aagtacatgg 5520

aagtgcggaa tgaagtgtgg ttttatttaa taaatatatg agccctttcg tgtctctata 5580

tggtccattt catgcctgcc ttaaacgggt tgtgctcgcg cctgtgggcc gtgacctcgg 5640

ctcaagaccg gcccgatgca tcgggccggg ctaggtcgac actaaaatat tttgggccgg 5700

gtcgtgcttg ggccgtgctt ttttcgtgtt tcaggccagc ccatcagact caacccaaat 5760

gtacagctat acaccctgct agccaaacac ctacttatag atagctccaa ctccacgtgg 5820

agcctgctcc acctagagtt gtagagtgga gtagaaacat gtatagttgg agccatgcca 5880

aaaaggggtt agttttcata gttgtttcaa ccaagtaact tacagctttt ccacaacact 5940

tctacagcta agagctcttc acaaaaagga ctcgatgatt ttgagtcact gatcactgct 6000

tgccttaaat attttttagg ggaaaatgcg aacacccggg ccaagtcaag acattgcttg 6060

tcttatattt gtttgcccta tttctaaaga atgtcaaatc tgcagataga aaggcttgcc 6120

agaactgatt ccgattttgc tccatttcta catcatgctg gaattccatc tgtagacttg 6180

tactacggag aaggtatgtc aaaacagaat aggttctttc cttaatgtcc cgtttggatc 6240

gttggaattg aattccattc taataataat aattttggca tatatcaatt aagctaattt 6300

ggttttatac aaaatatatt tgtatactat tattagcaag atatcggaga tatttatgtg 6360

ctacattttt actatagagg agtgagacga agagtgtcat gtaagttaca gagtagaaac 6420

aaattctact aatgcataaa atcatttctc atcctccacc tccatgaatt tgagataggc 6480

atatatctga actttggaaa gtggtgggat gtcaaattcc aaactaaata agttacttta 6540

ttgagtgaat ttcaattcct ctaaaatgaa gggatccaaa cggcccgtaa gggaaaaata 6600

acatattgga gatcagacat gttcaaaagg tagttgctaa tgtatattta ttctgctgga 6660

gcttcaattt aggatcattg caactcaacc attttgaagt cttttgtctg agctgtacat 6720

acaattttga ggctatgtac acctatagtt atttcttaat atttccttta tcgcgtcagt 6780

ttcaagttcg cacctacaat ttctccttta actctaattt gttctatcac gtgtcataca 6840

agttattcta acatggtgta tggtcatcat tactaaccaa tgcagtgcta atgcagattt 6900

tcctggttac catactgctc ttgacactta taattggatg gaaaagcatg gcgatccatt 6960

ctttcttcgt catttggcta gtaagtaaaa acataatata tgcactgata caaaaagggt 7020

caacaagaag aatgaactgt tgcctgtaaa gatagctact aaatactcaa caatttttga 7080

aattttagtg tgccaaaata atgtattgct ggcatagcat ttgttgtggt aatcctagga 7140

gtgcttatat agtttttctg cttcatcagt cacagaaatt tggggactat tagctcttcg 7200

attggccaat gatcctgtgt taccttttga ttatcaagct tacacttcgc agttacaggt 7260

acattgactt tcatatgcat actagatttc tacattgcaa aggtgtattg cttggagaat 7320

accacctagt agtgtgacat gagtgacatt ggttgaatct gtaacttcag tgtttttttt 7380

ttttgtaata tggagatgta catttgagta aatcttatgt acgagaactc acacattgca 7440

taataccacc aatttgcttt cagtcattat tatggcgtat cttacgatat atatttaata 7500

tgattgaaat ttgtaatgcc acaggagcat ataaaaacat tgtctgccct gacgagcaat 7560

ggccatgcag taaatttgat gaatgggtgc gtcaatgatc tttctggtgc agctatggaa 7620

gttctgaagg agatgaaggt atcaatttat gccgtgcttc tgatttcatg gattttaggg 7680

tcggtctatt ttcacaatct ggttgtcaat ggaatattct ttttttcgat ttataagtgg 7740

tgtttgaaac tggctgatga cgtgctccgt tgtatgttcg gattcaaaat acagaaacta 7800

cagcagatgg atttatatga tgaacacacc aggatgagaa ggcgattgtt gaacgatcgc 7860

ctcctacttg ctgaaagaag cttcctgcaa cctgaagggc tccaaggaag aggatggttt 7920

aagcatctgg tgagaaacgc atttcagcgg acttgacgac ttgtatatta ttttccttta 7980

aactaaaact tgtttttcac cagttgtact cgcctccgga ggactacgaa agcaagctgt 8040

cgttcttccc tgggatcgct gacgccatct cacggtccgc caatctgagt gacaaggaac 8100

aggaggtggc aatgcagcat gaagtgtgga aagtctgccg tgcgattcaa agggctgcga 8160

gtgttcttag aggtgaattc agtgagcaaa aaccgacgaa ttttagttct ttggtgaccc 8220

catgagatgt gtttgtgcaa acaaataaca aacaatggtt atttagtatc tgcgcgaaa 8279

<210> 4

<211> 739

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 4

Met Pro His Ser Val Leu Ala Arg Leu Pro Pro Gly Ser Val Arg Leu

1 5 10 15

Val Ala Ala Phe Gly Leu Leu Leu Leu Val Ser Leu Leu Val Leu His

20 25 30

Arg Arg Pro Gly Arg Pro His Val Ala Ala Ala Ala Ala Ser Asp Arg

35 40 45

Leu Thr Asp Pro Ser Arg Ser Arg Leu Phe Leu Ser Gln Ser Pro Gly

50 55 60

Ala Asn Ala Ser Ile Ala Ala Asp Leu Arg Ala Leu Thr Ala Gly Pro

65 70 75 80

His Leu Ala Gly Thr Pro Ala Ser Ala Gly Ala Ala Ala His Val Leu

85 90 95

Ala Arg Leu Arg Ala Ala Gly Leu Gln Thr Leu Thr Arg Glu Tyr Glu

100 105 110

Pro Leu Leu Ser Tyr Pro Gly His Ala Ser Leu Ala Leu Leu Arg Pro

115 120 125

Asp Gly Ser Leu Leu Ala Arg Leu Ser Leu Glu Glu Pro Ala Asp Glu

130 135 140

Gly Arg Arg Val Val Pro Pro Tyr His Ala Tyr Ala Pro Ser Gly Gly

145 150 155 160

Ala Val Ala Glu Ala Val Phe Val Asn Leu Gly Arg Glu Glu Asp Tyr

165 170 175

Val Val Leu Glu Arg Leu Gly Val Gly Val Arg Gly Arg Val Ala Val

180 185 190

Ala Arg Arg Gly Gly Gly Tyr Arg Gly Gly Val Val Ala Arg Ala Ala

195 200 205

Asp Lys Gly Ala Val Ala Val Leu Ile Ala Gly Asn Ala Asp Gly Gly

210 215 220

Val Glu Arg Gly Val Val Leu Leu Gly Gly Pro Gly Asp Pro Leu Thr

225 230 235 240

Pro Gly Trp Ala Ala Thr Ser Gly Ala Glu Arg Leu Lys Phe Asp Asp

245 250 255

Lys Ala Val Lys Gln Arg Phe Pro Ser Ile Pro Ser Met Pro Val Ser

260 265 270

Ala Lys Thr Ala Ala Ala Ile Ile Arg Ser Leu Gly Gly Pro Ala Ile

275 280 285

Pro Ala Glu Trp Lys Asp Gly Leu Gly Val Asp Thr Gly Gly Leu Gly

290 295 300

Pro Gly Pro Thr Leu Val Asn Phe Thr Tyr Gln Glu Asp Arg Lys Phe

305 310 315 320

Tyr Lys Ile Arg Asp Ile Phe Gly Ile Ile Lys Gly Gln Glu Glu Pro

325 330 335

Asp Arg Tyr Val Ile Leu Gly Asn His Arg Asp Ala Trp Thr Tyr Gly

340 345 350

Ala Val Asp Pro Asn Ser Gly Thr Ala Ala Leu Leu Asp Ile Ala Arg

355 360 365

Arg Leu Gly Ile Met Leu Gln Ser Gly Trp Lys Pro Arg Arg Ser Ile

370 375 380

Ile Leu Cys Ser Trp Asp Gly Glu Glu Phe Gly Met Ala Leu Phe Arg

385 390 395 400

Pro Gln Ile Gly Ser Thr Glu Trp Val Glu Asp Asn Leu Glu Asp Leu

405 410 415

His Ser Lys Ala Val Ala Tyr Leu Asn Val Asp Cys Ala Val Gln Gly

420 425 430

Val Gly Phe Phe Ala Gly Ser Thr Pro Gln Leu Asp Lys Leu Leu Val

435 440 445

Asp Ile Thr Arg Gln Val Arg Asp Pro Asp Val Thr Gly Lys Met Val

450 455 460

His Asp Thr Trp Asn Glu Met Ser Gly Gly Ile Lys Ile Glu Arg Leu

465 470 475 480

Ala Arg Thr Asp Ser Asp Phe Ala Pro Phe Leu His His Ala Gly Ile

485 490 495

Pro Ser Val Asp Leu Tyr Tyr Gly Glu Glu Phe Pro Gly Tyr His Thr

500 505 510

Ala Leu Asp Thr Tyr Asn Trp Met Glu Lys His Gly Asp Pro Phe Phe

515 520 525

Leu Arg His Leu Ala Ile Thr Glu Ile Trp Gly Leu Leu Ala Leu Arg

530 535 540

Leu Ala Asn Asp Pro Val Leu Pro Phe Asp Tyr Gln Ala Tyr Thr Ser

545 550 555 560

Gln Leu Gln Glu His Ile Lys Thr Leu Ser Ala Leu Thr Ser Asn Gly

565 570 575

His Ala Val Asn Leu Met Asn Gly Cys Val Asn Asp Leu Ser Gly Ala

580 585 590

Ala Met Glu Val Leu Lys Glu Met Lys Lys Trp Cys Leu Lys Leu Ala

595 600 605

Asp Asp Val Leu Leu Cys Met Phe Gly Phe Lys Ile Gln Lys Leu Gln

610 615 620

Gln Met Asp Leu Tyr Asp Glu His Ala Arg Met Arg Arg Arg Leu Leu

625 630 635 640

Asn Asp Arg Leu Leu Leu Ala Glu Arg Ser Phe Leu Gln Pro Glu Gly

645 650 655

Leu Gln Gly Arg Gly Trp Phe Lys His Leu Leu Tyr Ser Pro Pro Glu

660 665 670

Asp Tyr Glu Ser Lys Leu Ser Phe Phe Pro Gly Ile Ala Asp Ala Ile

675 680 685

Ser Arg Ser Ala Asn Leu Ser Asp Lys Glu Gln Glu Val Ala Met Gln

690 695 700

His Glu Val Trp Lys Val Cys Arg Ala Ile Gln Arg Ala Ala Ser Val

705 710 715 720

Leu Arg Gly Glu Phe Ser Glu Gln Lys Pro Thr Asn Phe Ser Ser Leu

725 730 735

Val Thr Pro

<210> 5

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 5

gatgtttgca tagatcgccg a 21

<210> 6

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 6

ttcgctttcc ttttgacctg g 21

<210> 7

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 7

tgaccccaat tgcctatcct g 21

<210> 8

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 8

gcggcacagt gtctgacatg tt 22

<210> 9

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 9

atggtcgttg gcaatgaccg 20

<210> 10

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 10

ctggcttcgt tgtactcgcg 20

<210> 11

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 11

cgcgatatat gccgctaaga 20

<210> 12

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 12

ggtgatcatc aggagttgcc a 21

<210> 13

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 13

ttgaagtctt gttgaagcaa aac 23

<210> 14

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 14

atgcctcaag ttaagttgtt cca 23

<210> 15

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 15

tcttagagtt agggacaccc tgc 23

<210> 16

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 16

cacggcccgt aacaattatg 20

<210> 17

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 17

ataaatggac ctacgcaccg ta 22

<210> 18

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 18

tggacaggga gattctacac gc 22

<210> 19

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 19

cagagggaaa ggggttgatg 20

<210> 20

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 20

aatcctatgt ttaccccccg t 21

<210> 21

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 21

gcctttcacg aggtgccagt 20

<210> 22

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 22

cccccattgg tattggtagc a 21

<210> 23

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 23

gcaggggaac ataagcatgg ta 22

<210> 24

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 24

gccagagctt ttgcaggtca gta 23

<210> 25

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 25

aagggcaaga ggaacctgac 20

<210> 26

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 26

atgatggacc tccgtggtt 19

<210> 27

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 27

aggatatcaa gaaagctatt aaggc 25

<210> 28

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 28

gtagccccac tcgttgtcg 19

<210> 29

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 29

gaatgaacgt gccggagtac 20

<210> 30

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 30

tacgtgaagt tgaccagcgt 20

<210> 31

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 31

cgacgataag gcagtcaagc 20

<210> 32

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 32

ttggcatgct ggttgaacaa 20

<210> 33

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 33

ggaccaaccg cttactagga 20

<210> 34

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 34

aaatcccaca ccttgcacag 20

<210> 35

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 35

ctgtgcaagg tgtgggattt 20

<210> 36

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 36

gcaacgaaga gacacgagtg 20

<210> 37

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 37

cctcgctctc tttctgcatc 20

<210> 38

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 38

taggtgtttg gctagcaggg 20

<210> 39

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 39

ccctgctagc caaacaccta 20

<210> 40

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 40

atcgccatgc ttttccatcc 20

<210> 41

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 41

cgtcagtttc aagttcgcac 20

<210> 42

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 42

tacaagtcgt caagtccgct 20

<210> 43

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 43

aaggcttgca cctcattcat 20

<210> 44

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 44

tgcagcatta ttccaagacg 20

<210> 45

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 45

aaaagggcaa gaggaacctg 20

<210> 46

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 46

ttatgctcga tgtggctcag 20

<210> 47

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 47

ctgagccaca tcgagcataa 20

<210> 48

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 48

acccgacacg tttaagcaat 20

<210> 49

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 49

acgtgtcggg tttattttgg 20

<210> 50

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 50

tgacattcca ccactttcca 20

<210> 51

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 51

atgaacacgc caggatgaga 20

<210> 52

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 52

tcttctcgtt ccgttccctg a 21

<210> 53

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 53

tgatacacac cgaagcaccc 20

<210> 54

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 54

gtactcgcgc gttagggttt 20

<210> 55

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 55

cgcctccatt tcgtcgaatc cccts 25

<210> 56

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 56

cgcctccatt tcgtcgaatc acctc 25

<210> 57

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 57

sgcctccatt tcgtcgaatc ccckt 25

<210> 58

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 58

cgcctccatt tcgtcgaatc csctt 25

Claims

1.ZmAMP1基因的突变等位基因，其特征在于，所述突变等位基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

2.根据权利要求1所述的ZmAMP1基因的突变等位基因，其特征在于，所述突变等位基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示。

3.一种玉米ZmAMP1突变蛋白，其特征在于，所述玉米ZmAMP1突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

4.一种生物材料，其特征在于，所述生物材料含有权利要求1或2所述的ZmAMP1基因的突变等位基因，或表达权利要求3所述的玉米ZmAMP1突变蛋白；

所述生物材料为表达盒、载体或微生物。

5.权利要求1或2所述的ZmAMP1基因的突变等位基因或权利要求3所述的玉米ZmAMP1突变蛋白或权利要求4所述的生物材料的以下任一种应用：

（1）在降低植物株高中的应用；

（2）在提高植物抗倒伏能力中的应用；

（3）在提高植物播种密度中的应用；

（4）在促进植物开花中的应用；

（5）在缩短植物开花期中的应用；

（6）在提高植物在易发生倒伏环境下的产量中的应用；

（7）在提高植物在高种植密度环境下的产量中的应用；

（8）在植物遗传育种中的应用；

（9）在植物种质资源改良中的应用；

（10）在构建转基因植物中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述植物为玉米。

7.一种提高玉米的抗倒伏能力、缩短玉米的开花期和/或提高玉米在易发生倒伏环境下的产量的方法，其特征在于，所述方法包括使玉米含有权利要求1或2所述的ZmAMP1基因的突变等位基因的步骤。