CN106148390B

CN106148390B - Chy锌指蛋白转录激活辅因子及其应用

Info

Publication number: CN106148390B
Application number: CN201510134700.4A
Authority: CN
Inventors: 林鸿宣; 崔龙岗; 高继平; 单军祥; 施敏
Original assignee: Center for Excellence in Molecular Plant Sciences of CAS
Current assignee: Center for Excellence in Molecular Plant Sciences of CAS
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2020-08-28
Anticipated expiration: 2035-03-26
Also published as: CN106148390A

Abstract

本发明涉及CHY锌指蛋白转录激活辅因子及其应用。首次揭示一种DST相互作用蛋白1(DIP1)的新应用，通过在禾本科植物(作物)中定向调控DIP1表达水平，可显著调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状。

Description

CHY锌指蛋白转录激活辅因子及其应用

技术领域

本发明属于植物学和分子生物学领域，更具体地，本发明涉及CHY锌指蛋白转录激活辅因子及其应用。

背景技术

自然灾害每年造成农作物大量减产及品质下降，其中土地干旱和盐碱化是农业生产最主要的非生物胁迫之一。因此分离克隆农作物抗逆基因并应用于提高农作物的抗逆性具有重要的意义。以前国内外同行的大部分工作主要集中在模式植物拟南芥中，虽然发现了很多抗逆相关的基因和机制并对作物抗逆机制的研究起到了一定的借鉴意义，但是这些成果并不能照搬到作物当中。

在水稻中，通过多年的研究，目前已经有一部分抗旱、耐盐相关基因包括一些转录因子被克隆，而且通过基因工程技术获得一些抗逆植物或农作物品系。其中包括本发明人以往发现的锌指转录因子新基因DST，其是水稻抗旱耐盐的负向调控因子，当下调DST的功能会明显提高水稻抗旱耐盐性，在育种中有应用前景，该基因相关专利已获得专利授权(ZL201010161188.x)。

然而，目前现有技术中仅发现了有限的植物抗逆或性状改良相关，本领域还有必要进一步筛选出有用的基因，以用于植物改良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CHY锌指蛋白转录激活辅因子及其应用。

在本发明的第一方面，提供一种调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状的方法，所述方法包括：调节禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达；其中，所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，主穗穗长，分蘖数。

在一个优选例中，所述的禾本科植物包括(但不限于)：水稻、高粱、玉米、大麦、小麦、燕麦、黑麦。

在另一优选例中，所述的DST相互作用蛋白1是：

(a)如SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽；

(b)将SEQ ID NO:2氨基酸序列经过一个或多个(如1-20个；较佳地1-10；更佳地1-5个或1-3个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽；或

(c)与(a)限定的多肽序列有80％(较佳地90％；更佳地95％；更佳地98％)以上同源性且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽。

在另一优选例中，所述方法包括：降低禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达，从而增加禾本科植物产量或增加主穗粒数；或增强禾本科植物耐旱能力或耐盐能力；提高禾本科植物的株高，分蘖数或主穗穗长。

在另一优选例中，所述降低禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达包括：

将下调DST相互作用蛋白1转录、蛋白表达或蛋白活性的下调剂转入禾本科植物中；较佳地，所述的下调剂是特异性干扰DST相互作用蛋白1转录的干扰分子。

在另一优选例中，所述的干扰分子是以DST相互作用蛋白1或其转录本为抑制或沉默靶标的dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA，或能表达或形成所述dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA的构建物；较佳地，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:2的编码基因(如SEQID NO:1)作为沉默靶标的dsRNA或构建物。较佳地，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:1中第375-395位为沉默靶序列的microRNA；较佳地，所述的干扰分子包含如SEQ ID NO:43所示的核苷酸序列。

在另一优选例中，所述降低禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达包括：在禾本科植物基因组中敲除DST相互作用蛋白1的编码基因。

在另一优选例中，使DST相互作用蛋白1的编码基因完全缺失或缺失关键结构域的编码序列，或在DST相互作用蛋白1的编码基因中插入外源片段，从而敲除DST相互作用蛋白1的编码基因；较佳地，在DST相互作用蛋白1的编码基因的第三个内含子中插入外源片段(如Tos17)，从而敲除DST相互作用蛋白1的编码基因。

在另一优选例中，所述方法包括：提高禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达，从而降低禾本科植物的株高。较佳地，该方法包括：将DST相互作用蛋白1的编码基因转入禾本科植物，获得转化的禾本科植物。

在本发明的另一方面，提供一种DST相互作用蛋白1的用途，用于作为调控靶标，调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状；其中，所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，分蘖数，主穗穗长。

在一个优选例中，所述的DST相互作用蛋白1用于降低禾本科植物的株高。

在本发明的另一方面，提供一种DST相互作用蛋白1的下调剂的用途，用于调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状；其中，所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，分蘖数，主穗穗长；较佳地，所述的下调剂是特异性干扰DST相互作用蛋白1转录的干扰分子。

在一个优选例中，所述的干扰分子是以DST相互作用蛋白1或其转录本为抑制或沉默靶标的dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA，或能表达或形成所述dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA的构建物；较佳地，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:2的编码基因(如SEQID NO:1)作为沉默靶标的dsRNA或构建物；更佳地，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:1中第375-395位为沉默靶序列的microRNA；更佳地，所述的干扰分子包含如SEQ ID NO:43所示的核苷酸序列。

在本发明的另一方面，提供一种DST相互作用蛋白1的用途，用于作为鉴定禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状的分子标记；其中，所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，分蘖数，主穗穗长。

本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

附图说明

图1、DIP1和DST在体内和体外实验系统中相互作用。

(A)酵母双杂交构建示意图；

(B)酵母双杂交显示DIP1可以与DST以及DST C端相互作用；

(C)BiFC结果显示DIP1可以与DST在植物细胞体内相互作用；

(D)体外Pull-down同样验证了DIP1可以与DST相互作用。

图2、水稻DIP1基因序列(SEQ ID NO:1)及其编码的氨基酸序列(SEQ ID NO:2)。

图3、(A)检测DIP1在DIP1过表达植株中的mRNA表达水平；CK表示ZH11植株；

(B)突变体鉴定发现Tos17插在DIP1第三个内含子中；Ni表示日本晴。

(C)检测DIP1在dip1突变体中的mRNA表达水平；

(D)100mM NaCl(处理10天后恢复7天)和18％PEG(处理13天后恢复7天)处理DIP1过表达植株和对照植株；

(E)100mM NaCl(处理9天后恢复7天)和18％PEG(处理10天后恢复7天)处理dip1突变体和日本晴(Ni)；

(F)土栽72天dip1突变体和日本晴(左)，干旱处理13天(中)恢复7天(右)。

(G)100mM NaCl(处理10天后恢复7天)和18％PEG(处理12天后恢复7天)处理DIP1的人工microRNA转基因植株和对照植株。

图4、(A)DIP1过表达植株和对照植株中三种气孔开度冷冻扫描电镜示意图；

(B)DIP1过表达植株和对照植株中三种气孔开度的比例；

(C)用H₂DCFDA检测DIP1过表达植株和对照植株中保卫细胞H₂O₂含量；

(D)量化统计DIP1过表达植株和对照植株中保卫细胞H₂O₂含量；

(E)dip1突变体和日本晴(Ni)中三种气孔开度的比例；

(F)用H₂DCFDA检测dip1突变体和日本晴(Ni)保卫细胞H₂O₂含量；

(G)量化统计dip1突变体和日本晴(Ni)保卫细胞H₂O₂含量；

(H)量化统计DIP1过表达植株和对照植株离体叶片失水率；

(I)量化统计dip1突变体和日本晴(Ni)离体叶片失水率。

图5、(A，B，C)YFP(A)，DST-YFP(B)和DIP1-YFP(C)在拟南芥原生质体中的亚细胞定位；

(D)双荧光报告系统所用构建示意图；

(E)将(D)构建通过不同组合方式转入原生质体检测LUC/REN的荧光比值，结果显示DIP1对DST的活性有促进作用；

(F，G)qPCR检测DST下游基因Prx24在不同基因型背景材料中的表达量；

(H)EMSA结果显示DIP1不能结合DST结合序列，但DIP1-DST复合体可以。

图6、DST通过二聚体形式行使功能。

(A)100mM NaCl处理CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体；

(B)量化统计盐处理后CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体的存活率；

(C)18％PEG处理CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体；

(D)量化统计PEG处理后CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体的存活率；

(E)BiFC验证DST可以在体内形成二聚体；

(F)体外pull-down验证DST可以形成二聚体；

(G)突变形式的DST不影响其形成二聚体。

图7、DIP1过量表达植株主要抗逆性状考察。DIP1过量表达可以使株高变矮，单株产量、穗长和穗粒数降低，其他农业性状基本不受影响。

图8、dip1突变体植株主要抗逆性状考察。dip1突变体可以使株高变高，单株产量、穗长和穗粒数增加，其他农业性状基本不受影响。

具体实施方式

本发明人经过深入的研究，首次揭示一种DST相互作用蛋白1(DIP1)的功能，通过在禾本科植物(作物)中定向调控DIP1表达水平，可显著调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状。

如本文所用，所述的“禾本科植物”包括“禾本科作物”。较佳地，所述的禾本科植物包括但不限于：水稻、高粱、玉米、大麦、小麦、燕麦、黑麦等。

在本发明中，术语“DIP1”指具有SEQ ID NO:2序列的多肽。该术语还包括具有该多肽相同功能的、SEQ ID NO:2序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)：若干个(通常为1-50个，较佳地1-30个，更佳地1-20个，最佳地1-10个，还更佳如1-8个、1-5个)氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在C末端和/或N末端添加或缺失一个或数个(通常为20个以内，较佳地为10个以内，更佳地为5个以内)氨基酸。例如，在本领域中，用性能相近或相似的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能。又比如，在C末端和/或N末端添加或缺失一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。该术语还包括DIP1的活性片段和活性衍生物。

任何一种DIP1的生物活性片段都可以应用到本发明中。在这里，DIP1的生物活性片段的含义是指作为一种多肽，其仍然能保持全长的DIP1的全部或部分功能。通常情况下，所述的生物活性片段至少保持50％的全长DIP1的活性。在更优选的条件下，所述活性片段能够保持全长DIP1的60％、70％、80％、90％、95％、99％、或100％的活性。

多肽的变异形式包括：同源序列、保守性变异体、等位变异体、天然突变体、诱导突变体。

任何与所述的DIP1同源性高(比如与SEQ ID NO:2所示的序列的同源性为70％或更高；优选的，同源性为80％或更高；更优选的，同源性为90％或更高，如同源性95％，98％或99％)的、且具有DIP1相同功能的多肽也包括在本发明内。

本发明还涉及编码本发明DIP1或其保守性变异多肽、衍生物的多核苷酸序列。所述的多核苷酸可以是DNA形式或RNA形式。DNA形式包括cDNA、基因组DNA或人工合成的DNA。DNA可以是单链的或是双链的。DNA可以是编码链或非编码链。编码成熟多肽的编码区序列可以与SEQ ID NO:1所示的编码区序列相同或者是简并的变异体。如本文所用，“简并的变异体”在本发明中是指编码具有SEQ ID NO:2的蛋白质，但与SEQ ID NO:1所示的编码区序列有差别的核酸序列。“编码多肽的多核苷酸”可以是包括编码所述多肽的多核苷酸，也可以是还包括附加编码和/或非编码序列的多核苷酸。

本发明还涉及与上述的序列杂交且两个序列之间具有至少50％，较佳地至少70％，更佳地至少80％相同性的多核苷酸。本发明特别涉及在严格条件下与本发明所述多核苷酸可杂交的多核苷酸。在本发明中，“严格条件”是指：(1)在较低离子强度和较高温度下的杂交和洗脱，如0.2×SSC，0.1％SDS，60℃；或(2)杂交时加有变性剂，如50％(v/v)甲酰胺，0.1％小牛血清/0.1％Ficoll，42℃等；或(3)仅在两条序列之间的相同性至少在90％以上，更好是95％以上时才发生杂交。并且，可杂交的多核苷酸编码的多肽与SEQ ID NO:2所示的成熟多肽有相同的生物学功能和活性。

应理解，虽然本发明的DIP1优选获自水稻，但是获自其它植物的与水稻DIP1高度同源(如具有70％以上，如80％，85％、90％、95％、甚至98％序列相同性)的其它基因也在本发明考虑的范围之内。比对序列相同性的方法和工具也是本领域周知的，例如BLAST。

本发明的DIP1核苷酸全长序列或其片段通常可以用PCR扩增法、重组法或人工合成的方法获得。

本发明也涉及包含所述的多核苷酸的载体，以及用所述的载体或DIP1编码序列经基因工程产生的宿主细胞。

所述的多核苷酸在高等真核细胞中表达时，如果在载体中插入增强子序列时将会使转录得到增强。增强子是DNA的顺式作用因子，通常大约有10到300个碱基对，作用于启动子以增强基因的转录。

本领域一般技术人员都清楚如何选择适当的载体、启动子、增强子和宿主细胞。

用重组DNA转化宿主可用本领域技术人员熟知的常规技术进行。转化植物可使用农杆菌转化或基因枪转化等方法，例如喷洒法、叶盘法、水稻幼胚转化法等。对于转化的植物组织或器官可以用常规方法再生成植株，从而获得性状发生改变的植物。

本发明提供了所述的DIP1的用途，用于调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状；或用于筛选对于调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状有用的物质(即：所述物质通过调节DIP1的表达来调节植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状)。作为一种选择方式，所述的DIP1可用于：降低禾本科植物的株高。

本发明还涉及DIP1下调剂及其用途。由于DIP1的下调剂可下降DIP1的表达和/或活性等，因此，所述的下调剂也可通过对DIP1的影响来调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状，从而达到改良植物的目的。

任何可降低DIP1的活性、降低其稳定性、抑制其表达、减少其有效作用时间、或降低其转录和翻译的物质均可用于本发明，作为DIP1的下调剂、拮抗剂或抑制剂，如干扰所述DIP1表达的干扰分子(如可形成microRNA或shRNA的干扰分子)。所述的下调剂、拮抗剂或抑制剂可用于调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状。在得知了靶序列后，制备干扰特定基因表达的干扰分子的方法是本领域人员熟知的。

本发明还涉及一种调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状的方法，该方法包括调节所述植物中DIP1基因的表达。

一方面，本发明提供了另一种调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状的方法，所述的方法包括：降低所述植物中DIP1基因的表达(包括使DIP1基因不表达或低表达)；从而增加禾本科植物产量或增加主穗粒数；或增强禾本科植物耐旱能力或耐盐能力；和/或提高禾本科植物的株高或主穗穗长。

另一方面，本发明提供了一种调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状的方法，所述的方法包括：使所述植物过量表达DIP1，从而：降低植物的株高。

在得知了所述的DIP1的用途后，可以采用本领域人员熟知的多种方法来调节所述的DIP1的表达。比如可通过本领域人员已知的途径将携带DIP1的表达单位(比如表达载体或病毒等)递送到靶点上，并使之表达活性的DIP1。

此外，可以采用本领域人员熟知的多种方法来降低DIP1的表达或使之缺失表达，比如将携带反义DIP1的表达单位(比如表达载体或病毒等)递送到靶点上，使得细胞或植物组织不表达或降低表达DIP1。

作为本发明的一种实施方式，将DIP1编码基因通过常规的方法克隆到适当的载体中，将所述的带有外源基因的重组载体导入到植物组织或器官中，使所述的植物表达DIP1。可通过将所述植物组织或器官再生成植物，获得过量表达DIP1的植物。

优选的，提供了一种制备转基因植物的方法，包括：

(1)将外源的DIP1编码基因转入植物器官或组织，获得转化入所述基因的植物组织、器官或种子；和

(2)将步骤(1)获得的转入了外源DIP1编码基因的植物组织、器官或种子再生成植物植株。

作为一种优选的实例，所述的方法包括步骤：

(s1)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有DIP1编码基因；

(s2)将植物组织、器官或种子与步骤(s1)中的农杆菌接触，使DIP1编码基因转入植物，并整合到植物细胞的染色体上；

(s3)选择出转入DIP1编码基因的植物组织、器官或种子；以及

(s4)将步骤(s3)中的植物组织、器官或种子再生成植物。

其它增加DIP1或其同源基因表达的方法是本领域周知的。例如，可通过用强启动子驱动从而增强DIP1或其同源基因的表达。或者通过增强子(如水稻waxy基因第一内含子、Actin基因第一内含子等)来增强该DIP1的表达。适用于本发明方法的强启动子包括但不限于：35S启动子，水稻、玉米的Ubi启动子等。

优选的，提供了一种降低植物中DIP1表达的方法，所述的方法包括：

(1)将干扰DIP1表达的干扰分子转入植物组织、器官或种子，获得转化入所述干扰分子的植物组织、器官或种子；和

(2)将步骤(1)获得的转入了所述干扰分子的植物组织、器官或种子再生成植物。

作为一种优选的实例，所述的方法包括步骤：

(i)提供携带可干扰基因表达的载体的农杆菌，所述的载体选自下组：(a)含有反方向启动的DIP1或基因片段(反义分子)的载体；(b)含有可在植物体内形成特异性干扰DIP1表达(或转录)的成分的干扰分子的载体；

(ii)将植物的组织或器官或种子与步骤(i)中的农杆菌接触，从而使所述载体转入植物组织或器官或种子。

较佳地，所述方法还包括：

(iii)选择出转入了所述载体的植物组织或器官或种子；和

(iv)将步骤(iii)中的植物组织或器官或种子再生成植物。

其它抑制DIP1或其同源基因表达的方法是本领域周知的。

另一种下调DIP1的方法是：使DIP1的编码基因完全缺失或缺失关键结构域的编码序列，或在DIP1的编码基因中插入外源片段，从而敲除DIP1的编码基因；较佳地，在DIP1的编码基因的第三个内含子中插入外源片段(如Tos17)，从而敲除DIP1的编码基因。应理解，了解到DIP1的功能后，对其进行基因敲除是本领域技术人员易于实施的，因此，各种敲除DIP1的方式、手段均应被包含在本发明中。

本发明还包括利用前述任一种方法获得的植物，所述的植物包括：转入了DIP1或其同源基因的转基因植物；或者DIP1表达量(包括低表达或不表达)降低的植物等。

可采用任何适当的常规手段，包括试剂、温度、压力条件等来实施所述的方法。

此外，本发明还涉及利用DIP1作为一种基因转化植株后代的追踪标记。本发明还涉及利用DIP1作为一种分子标记，通过检测植物中DIP1表达情况，鉴定禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状。还可利用DIP1相关的植物相关性状特性作为杂交制种过程中真杂种的指示标记。

在本发明的实施例中，通过酵母双杂交，发现了一个与DST相互作用的锌指蛋白DST相互作用蛋白1(DST Interaction Protein 1；DIP1)，并利用体内双分子荧光技术和体外Pull-down实验进一步验证二者的相互作用。为了研究这个基因的功能，本发明人在水稻品种“中花11”(ZH11)中用35S驱动子过量表达了DIP1，另外，获得了该基因的突变体dip1。35S::DIP1使转基因植株对盐、旱胁迫变得更敏感而dip1对盐、旱胁迫耐受性增强，同时35S::DST与35S::DIP1类似、也使转基因植株对盐、旱胁迫变得更敏感。随后研究了DIP1在各个组织中的表达模式以及亚细胞定位，发现其与DST非常类似。此外，通过芯片发现的DST下游基因Prx在dst和dip1中表达量下调，在DST过量表达和DIP1过量表达植株中表达量上调。综合DIP1过量表达植株，DST过量表达植株和dip1突变体在盐、旱逆境下的表型以及DIP1对DST下游基因的影响，提示DIP1可能对DST转录活性有促进作用。利用双荧光报告系统在拟南芥原生质体里检测DIP1对转录因子DST转录激活活性的影响，结果显示DIP1对DST的转录活性确实有促进作用。另外凝胶滞后实验的结果显示，DIP1不能单独与DST BindingSequence(DBS，DST结合的顺式元件)结合，需要与DST一起与DBS结合。

此外，本发明人还发现了用DST自身启动子驱动DST基因不能完全互补dst突变体在盐、旱逆境下的表型，因此推测DST可能是通过形成二聚体或寡聚体的形式行使功能。通过双分子荧光技术和pull-down实验验证了本发明人的猜测，并发现DIP1并不能与自身发生相互作用。进一步的研究发现DST对盐、旱逆境的响应是通过表达水平的调控而非蛋白水平的调控。

综上，本发明人发现了DIP1与DST可以形成一个异源四聚体甚至多聚体并与其他的一些未知因素通过调控气孔的开度来调节植物对盐、旱逆境的响应。

本发明在农作物的抗旱和耐盐等抗逆性的分子育种中起重要作用，具有广泛应用前景。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件如J.萨姆布鲁克等编著，分子克隆实验指南，第三版，科学出版社，2002中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1、DST互作蛋白的筛选及验证

(1)酵母双杂交

酵母双杂交利用Clonetech的试剂盒并根据其说明完成，酵母双杂交构建示意图如图1。具体来讲，酵母文库是用20天左右的水稻叶片的RNA经反转录后构建而成。以ZH11的cDNA为模板，用去掉N端锌指结构的(1-72氨基酸)并含有BamHI和SalI酶切位点的引物(DST-△72F；DST-△72R)扩增DSTΔN1-72(ZF)，连接到载体pGBKT7BD(简称BD vec)上，获得ΔN-BD。用SD/-Leu/-Trp培养基加上2.5mM 3-aminotriazole(3-AT)进行筛选，得到与其相互作用的蛋白DIP1。其中，pGADT7AD简称AD vec。

DIP1-BD构建：以ZH11的cDNA为模板，用含有NcoI和SalI酶切位点的引物(DIP1BDF；DIP1BDR)扩增DIP1，连接到载体pGBKT7BD(简称BD vec)上，获得DIP1-BD。

DIP1-AD构建：以ZH11的cDNA为模板，用含有ClaI和SacI酶切位点的引物(DIP1ADF；DIP1ADR)扩增DIP1，连接到载体pGADT7AD(简称AD vec)上，获得DIP1-AD。

DST-AD构建：以ZH11的cDNA为模板，用含有EcoRI和BamHI酶切位点的引物(DSTADF；DSTADR)扩增DST，连接到载体pGADT7AD(简称AD vec)上，获得DST-AD。

酵母双杂交结果显示，DIP1可以与DST以及DST C端相互作用，如图1B。

筛选DST互作蛋白的构建引物：

DST-△72F：AAAGGATCCTGAAGGAGCGGAGCATCGGGTG(SEQ ID NO:3)；

DST-△72R：AAAGTCGACCGAGGCTCAAGTTGAGGTCGAG(SEQ ID NO:4)。

DIP1BDF：catgCCATGGagatggaattggagtcggag(SEQ ID NO:5)

DIP1BDR：acgcGTCGACctcaaaccgtggagcgcgc(SEQ ID NO:6)

DIP1GAF：ccATCGATagatggaattggagtcggag(SEQ ID NO:7)

DIP1GAR：acgcGAGCTCctcaaaccgtggagcgcgc(SEQ ID NO:8)

DSTGAF：gGAATTCatggactccccgtcgcctatg(SEQ ID NO:9)

DSTGAR：cgGGATCCgctagaggctcaagttgag(SEQ ID NO:10)

利用酵母双杂交手段获得DST互作蛋白DIP1，水稻DIP1基因序列及其编码的氨基酸序列如图2。检索DIP1的核酸序列和蛋白序列发现它是一个CHY类锌指蛋白。

(2)BiFC系统验证

接着，本发明人将DST和DIP1共转到拟南芥原生质体中，通过BiFC系统验证二者在植物体内的相互作用。

具体来讲，以ZH11的cDNA为模板，分别用含有XbaI和SalI酶切位点的引物(DST-XY4F；DST-XY4R)扩增DST，酶切后与pXY104连接(获自复旦大学)。构建DST-nYFP。以ZH11的cDNA为模板，分别用含有XbaI和SalI酶切位点的引物(DIP1-XY6F；DIP1-XY6R)扩增DIP1，酶切后与pXY106连接(获自复旦大学)。构建DIP1-cYFP质粒。将DST-nYFP、DIP1-cYFP两种质粒各5ug共转到拟南芥原生质体中，之后利用Confocal显微镜观察荧光。

BiFC系统验证DIP1与DST体内互作的构建引物：

DIP1-XY6F：gcTCTAGAatggaattggagtcggag(SEQ ID NO:11)；

DIP1-XY6R：acgcGTCGACtcaaaccgtggagcgcgcggctg(SEQ ID NO:12)。

DST-XY4F：gcTCTAGAatggactccccgtcgcc(SEQ ID NO:13)；

DST-XY4R：acgcGTCGACgaggctcaagttgaggtcgag(SEQ ID NO:14)。

BiFC结果如图1C，显示DIP1可以与DST在植物细胞体内相互作用。

(3)Pull-down实验

以ZH11的cDNA为模板，用含有SalI和EcoRI的引物(DST-pMALF；DST-pMALR)扩增DST，酶切后连接到pMAL-c5x(NEB)；以ZH11的cDNA为模板，用含HindIII和XbaI的引物(DIP1-pColdF；DIP1-pColdR)扩增DIP1，酶切后连接到pCold-TF(TAKARA)原核表达DST-MBP和DIP1-His蛋白，在体外通过Pull-down实验验证二者的相互作用。所用引物如下：

DIP1-pColdF：ggacccAAGCTTatggaattggagtcggagc(SEQ ID NO:15)；

DIP1-pColdR：gcTCTAGAtcaaaccgtggagcgcgcg(SEQ ID NO:16)。

DST-pMALF：GTCGACatggactccccgtcgcc(SEQ ID NO:17)；

DST-pMALR：GAATTCctagaggctcaagttgag(SEQ ID NO:18)。

体外pull-down结果如图1D，同样验证了DIP1可以与DST相互作用。

实施例2、DIP1的水稻转基因实验和突变体验证实验

利用ZH11的RNA进行反转录，然后通过下列引物扩增DIP1ORF。

DIP1-pHBF：ggacccAAGCTTatggaattggagtcggagc(SEQ ID NO:19)；

DIP1-pHBR：gcTCTAGAtcaaaccgtggagcgcgcg(SEQ ID NO:20)；

扩增片段含有HidIII和XbaI两个单酶切位点，利用这两个酶切位点将DIP1连接到过表达双元载体pHB上，该载体来源于植物表达载体pCAMBIA3301(购自CAMBIA公司，Canberra，Australia)，含有一个细菌复制起点(ori)、卡那霉素抗性基因(Kan^r)、潮霉素抗性基因(Hyg^r)、除草剂抗性基因(Bar)、两个串联的CaMV35S启动子、NOS基因的终止信号序列以及后两者之间的限制性内切酶克隆位点(MCS)。将目标基因的编码序列克隆到CaMV35S启动子之后，能够在其强驱动下获得很高的表达。

通过冻融法连接子转入大肠杆菌感受态DH5α中。提取质粒并测序正确后，通过冻融法导入农杆菌菌株EHA105。每200μl EHA105感受态细胞加0.5-1μg(约10μl)质粒DNA混匀，依次于冰上、液氮和37℃水浴中各放置5分钟；用新鲜的YEB液体培养基稀释至1ml，于28℃振摇培养2-4小时；取200μl涂布于含抗生素Kan(50μg/ml)的YEB平板上，28℃培养2-3天。长出的菌落在含抗生素的YEB平板上划单菌，连续划3次。从YEB平板上挑取农杆菌单菌落接种到3ml含抗生素的YEB液体培养基中于28℃振摇培养过夜，第2天按1％接种量转接入50ml含抗生素的AB液体培养基中，200rpm继续振摇培养至OD600为0.6至0.8左右时，将新鲜的农杆菌菌液于5000rpm、4℃离心5分钟，收集并重悬于1/3体积的AAM液体培养基中，此时即可用于转化水稻各种受体材料。

采用常规的农杆菌转化方法转化水稻中花11(ZH11)(或它的突变体)的幼胚愈伤。取授粉后12-15天的中花11未成熟种子经70％乙醇浸泡1分钟后，于NaClO溶液中(与水1:3混合，加2-3滴吐温20)消毒90分钟以上，用无菌水冲洗4-5次，然后用解剖刀和摄子挑出幼胚并接种于N6D2培养基上诱导愈伤组织，在26±1℃、避光条件下培育，4天后可用于转化。将幼胚愈伤浸泡入新鲜的AAM农杆菌菌液中并不时摇动，20分钟后将水稻材料移出，在无菌滤纸上吸去过多的菌液，随即转移到N6D2C培养基上，于26℃共培养3天。共培养时，在共培养培养基中加入乙酰丁香酮作为农杆菌Vir基因活化物，使用浓度为100μmol/L。3天后，从共培养培养基上取出愈伤组织，切去胚芽并转入选择培养基N6D2S 1(Hyg 25mg/l)进行选择培养。7-12天后将抗性愈伤组织转到N6D2S2(Hyg 50mg/l)选择培养基上继续筛选。10-12天后生长旺盛的抗性愈伤组织转移到预分化培养基上培养1周左右，再移至分化培养基上分化(12小时光照/天)。再生的小苗在1/2MS0H培养基上生根壮苗，随后移入人工气候室盆土栽培。

植物培养：种子于42℃烘箱内一周打破休眠，浸种2天，37℃催芽1天。等萌发后播种于96孔板。然后移入光照培养箱，每天25℃/光照13小时，23℃/黑暗11小时，水稻培养液培养。约14天后幼苗长至两叶一心期，盐处理以100mM NaCl进行，PEG处理用18％(m/v)PEG400(模拟干旱处理)。

获得的DIP1过表达植物进行DIP1相对表达水平的验证，DIP1-7，DIP1-8中的mRNA表达水平如图3A。

本发明人从日本Tos-17突变体库(Rice Genome Resource Center)获得了dip1突变体，编号为：NF7038。突变体验证引物如下：

R：cagaattcgctcgagatccatctc(SEQ ID NO:21)；

F：ATTGTTAGGTTGCAAGTTAGTTAAGA(SEQ ID NO:22)。

突变体鉴定发现Tos17插在DIP1第三个内含子中，如图3B。检测DIP1在dip1突变体中的mRNA表达水平，结果如图3C，在该突变体中，DIP1表达水平显著下降。

利用100mM NaCl(处理10天后恢复7天)和18％PEG(处理13天后恢复7天)处理DIP1过表达植株(35S::DIP1-7和35S::DIP1-8)和对照植株(CK)，结果如图3D，可见过表达植物对PEG和盐的耐受能力显著弱于野生型植物。DIP1过表达使水稻对盐旱敏感，表明DIP1是一个抗逆性的负调控因子。

利用100mM NaCl(处理9天后恢复7天)和18％PEG(处理10天后恢复7天)处理dip1突变体和日本晴(Ni)，结果如图3E，突变体dip-1能明显增强水稻对盐、旱的抵御能力。

对于土培干旱处理：在培养箱中水培了25天的苗移栽到装有培养土的周转箱中，置人工气候室中进行培养。温度为24-30℃，湿度为50-60％。移栽约47天后，将水倒掉进行干旱处理。

对土栽72天dip1突变体和日本晴(左)，干旱处理13天(中)恢复7天(右)，结果如图3F，突变体dip-1能明显增强水稻对盐、旱的抵御能力。

实施例3、DIP1基因气孔研究

利用冷冻扫描电镜统计气孔开度，具体方法如下：选取大约20天的水稻叶片，固定在冷台上并迅速在液氮中固定叶片状态。然后利用扫描电镜观察气孔，每种基因型材料观察约10张叶片，每张叶片观察约10个气孔。DIP1过表达植株和对照植株中三种气孔开度冷冻扫描电镜示意图如图4A。

利用H2DCFDA(Molecular Probes)检测保卫细胞中H₂O₂含量。用镊子撕取20天大水稻幼苗的叶表皮，用上样液冲洗叶表皮(10mMTris-HCl，50mM KCl，pH 7.2)，将样品至于暗下染色液中10分钟(上样液加50mM H2DCFDA)。染色完毕后用蒸馏水冲洗叶表皮3次。之后用confocal观察气孔中的荧光信号，并记录。显微镜设置：excitation，488nm；emission，525nm。所用的图像都在相同的条件下采集，之后利用显微镜自带软件分析荧光强度，利用荧光强度代表H₂O₂含量。

DIP1过表达植株和对照植株中三种气孔开度的比例如图4B，可见DIP1过表达植株气孔开度增加。用H₂DCFDA检测DIP1过表达植株和对照植株中保卫细胞H₂O₂含量结果如图4C-D。

dip1突变体和日本晴(Ni)中三种气孔开度的比例如图4E，用H₂DCFDA检测dip1突变体和日本晴(Ni)保卫细胞H₂O₂含量如图4F-G。

dip-1突变体与野生型相比，在保卫细胞中累积较多的过氧化氢(H₂O₂，是促进气孔关闭的信号分子)，使气孔开度变得较小，在干旱胁迫下叶片保持较低的失水速率，因此突变体的抗旱性较强。

量化统计DIP1过表达植株和对照植株离体叶片失水率结果如图4H，量化统计dip1突变体和日本晴(Ni)离体叶片失水率结果如图4I。可见DIP1过表达植株失水率显著高于野生型；dip1突变体失水率显著低于野生型。

由于突变体的蒸腾速度较慢，Na⁺离子从根部运到地上部的速率可能也相对较慢，因此降低Na⁺对植物的毒害，提高了植物的耐盐性。反之，DIP1过表达使水稻保卫细胞中累积较少的过氧化氢，气孔开度较大，在干旱胁迫下叶片保持较高的失水速率，因此过表达转基因株系的抗旱性较弱；此外，由于过表达植株的蒸腾速度较快，Na⁺离子在地上部积累的速率可能也相对较快，因此减弱了植物的耐盐性。

实施例4、双荧光报告系统检测DIP1对DST转录活性影响

双荧光报告系统所用构建示意图如图5A，将含有HindIII和SalI的引物(DIP1-pGrnF，DIP1-pGrnR)扩增DIP1，连接到pGreenII 62-SK(John Innes Centre)相应位点中。用含有SmaI和SalI酶切位点的引物(DST-DBF，DST-DBR)扩增DST，将扩增片段连接到GAL4BD(清华大学)。将不同组合的质粒转化拟南芥原生质体。LUC和REN荧光素信号是使用Promega公司的Dual-luciferase reporter assay system进行测定。

DST-DBF：GGGaatggactccccgtcgcc(SEQ ID NO:23)；

DST-DBR：acgcGTCGACctagaggctcaagttgaggtcgag(SEQ ID NO:24)。

DIP1-pGrnF：ggacccAAGCTTatggaattggagtcggagc(SEQ ID NO:25)；

DIP1-pGrnR：acgcGTCGACtcaaaccgtggagcgcgcg(SEQ ID NO:26)。

用双荧光报告系统研究DIP1对DST的转录活性的影响，结果表明DIP1对DST的转录活性有促进作用(图5B)。通过检测不同基因型材料中DST下游基因的表达变化(图5C-D)，同样证明了DIP1对DST的转录活性有促进作用。

EMSA检测DIP1是否结合DST结合序列(DST Binding Sequence，DBS)：用含BamHI和SalI的引物(pDST-F，pDST-R)扩增DST，然后重组到pET32a(+)的相应位点中。将重组有DST的原核表达载体pET32a(+)转化入BL21，IPTG诱导原核表达，然后用His-tag柱(珠)纯化蛋白。用DIP1连接到pCold-TF原核表达DIP1-His蛋白。

pDST-F：AAAGGATCCTGATGGACTCCCCGTCGCCT(SEQ ID NO:27)；

pDST-R：AAAGTCGACCGAGGCTCAAGTTGAGGTCGAG(SEQ ID NO:28)。

合成探针，用生物素进行标记，PAGE胶进行纯化，电洗脱进行回收。将标记的探针与原核表达并纯化的DST和DIP1蛋白进行反应，然后跑Native-PAGE电泳，用半干转膜法将探针转到尼龙膜上后压到X-光片进行放射自显影，观察滞后条带。

EMSA结果表明，DIP1通过DST(构成DIP1-DST复合体)与顺式作用元件DBS在体外进行结合，但DIP1自身不能与DBS结合(图5E)。

实施例5、DIP1与DST的相互作用方式研究

设计带有SalI和SpeI酶切位点的引物(pA7-1-F；pA7-1-R)扩增中花11的cDNA，获得DST的全长CDS(去掉终止密码子)，经测序正确后连到pA7-GFP(复旦大学)载体上，从而将GFP融合到DST蛋白N端得到DST-pA7-GFP载体。设计带有PstI和SalI酶切位点的引物(ProDSTF；ProDSTR)扩增中花11的基因组DNA，得到长2709bp的DST启动子序列，经测序正确后连到得到pCAMBIA1301(CAMBIA)，用SalI和EcoRI酶切DST-pA7-GFP载体和DST:pro-pCAMBIA1301，回收DST-GFP融合片断连接到DST:pro-pCAMBIA1301上得到DST:pro::DST-GFP。转化该构建的dst突变体称为DST:pro::DST-GFP in dst。

dst突变体获得：在盐胁迫下大规模筛选水稻ZH11突变体库(EMS诱变)，经过多次验证获得一份表现高度抗旱、耐盐的突变体(dst)。

本发明人用100mM NaCl处理CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体10天后恢复7天，植物生长情况如图6A。量化统计盐处理后CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体的存活率如图6B。结果表明DST-GFP的表型处于CK和dst突变体中间类型。

本发明人用18％PEG处理CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体13天后恢复7天，植物生长情况如图6C。量化统计PEG处理后CK(ZH11)、DST-GFP(DST:pro::DST-GFP in dst)和dst突变体的存活率如图6D。结果表明DST-GFP的表型处于CK和dst突变体中间类型。

综上，用DST自身启动子驱动DST基因不能完全互补dst突变体在盐、旱逆境下的表型。因此本发明人推测DST可能是通过形成二聚体或寡聚体(DST自身之间发生相互作用)的形式行使功能。

以ZH11的cDNA为模板，分别用含有XbaI和SalI酶切位点的引物(DST-XY4F；DST-XY4R)扩增DST，酶切后与pXY104连接，构建DST-nYFP。以ZH11的cDNA为模板，分别用含有BamHI和SalI酶切位点的引物(DST-XY6F；DST-XY6R)扩增DST，酶切后与pXY106连接，构建DST-cYFP质粒。将DST-nYFP、DST-cYFP两种质粒各5ug共转到拟南芥原生质体中，之后利用Confocal显微镜观察荧光。

图6中His2：pCold-TF(TAKARA)原核表达tag蛋白His2蛋白。图6中DST-His2构建方法：以ZH11的cDNA为模板，用含BamHI和XbaI的引物(DSTcoldF；DSTcoldR)扩增DST，酶切后连接到pCold-TF(TAKARA)原核表达DST-His2蛋白。

图6中MPB：pMAL-c5x(NEB)原核表达tag蛋白MBP。

上述构建所用引物：

ProDSTF：CTGCAGAAAAATAATCAGGAGAGG(SEQ ID NO:29)

ProDSTR：GTCGACAATAGTAGTGGCAAGAGG(SEQ ID NO:30)

pA7-1-F：GTCGACATGGACTCCCCGTCGCCT(SEQ ID NO:31)

pA7-1-R：ACTAGTGGGAGGCTCAAGTTGAGGTC(SEQ ID NO:32)

DSTXY6F：GGATCCatggactccccgtcgcc(SEQ ID NO:33)

DSTXY6R：GTCGACctagaggctcaagttgaggtcgag(SEQ ID NO:34)

DSTcoldF：cgGGATCCatggactccccgtcgcctatg(SEQ ID NO:35)

DSTcoldR：tgcTCTAGActagaggctcaagttgaggtcg(SEQ ID NO:36)

通过双分子荧光技术和pull-down实验验证了本发明人的猜测(图6E-F)，而DIP1并不能与自身发生相互作用。由于DST可以通过自身的互作形成二聚体，而DIP1又能与DST互作，因此提示DIP1与DST形成四聚体而行使功能。

实施例6、DIP1对于植物性状的影响

对DIP1过量表达植株主要抗逆性状考察发现，DIP1过量表达可以使株高变矮，穗长和穗粒数降低，因此导致单株产量下降，而其他农业性状基本不受影响(图7)。

dip1突变体植株主要抗逆性状考察发现，dip1突变体可以使株高变高，分蘖数、穗长和穗粒数增加，因此导致单株产量提高，而其他农业性状基本不受影响(图8)。

一般来讲，控制作物抗逆性的基因，往往会在增加抗逆性的同时，伴随产量的降低。而DIP1基因的功能缺失或下降会明显增强水稻的抗逆性，同时也增加水稻的产量，因此DIP1基因在抗逆性育种和高产育种中均有重要应用前景。该基因与其他抗逆基因有所不同。

实施例7、DIP1的人工microRNA转基因植株的构建及抗逆性研究

设计DIP1的人工microRNA，然后以microRNA 528为模板，用下列引物进行构建人工microRNA：

G-11491：TCGGATCCCAGCAGCAGCCACAGCAAA(SEQ ID NO:37)；

G-11494：TCTCTAGAGCTGCTGATGCTGATGCCAT(SEQ ID NO:38)；

primer I：AGTTCAAGACATTACTGTAGCAGCAGGAGATTCAGTTTGA(SEQ ID NO:39)；

primer II：TGCTGCTACAGTAATGTCTTGAACTGCTGCTGCTACAGCC(SEQ ID NO:40)；

primer III：CTTTGCTACAGTAATGTCTTGAGTTCCTGCTGCTAGGCTG(SEQ ID NO:41)；

primer IV：AACTCAAGACATTACTGTAGCAAAGAGAGGCAAAAGTGA(SEQ ID NO:42)；

利用下列引物组合扩增ZH11的cDNA：

G-11491+primer II

Primer I+primer IV

Primer III+G11494

回收上述3种PCR产物，混合后一起作为模板，以下列引物扩增：

G-11491+G11494

回收PCR产物，用BamHI和XbaI两个单酶切位点将DIP1的人工microRNA(TCGGATCCCAGCAGCAGCCACAGCAAAATTTGGTTTGGGATAGGTAGGTGTTATGTTAGGTCTGGTTTTTTGGCTGTAGCAGCAGCAGTTCAAGACATTACTGTAGCAGCAGGAGATTCAGTTTGAAGCTGGACTTCACTTTTGCCTCTCT

TTCCTGCTGCTAGGCTGTTCTGTGGAAGTTTGCAGAGTTTATATTATGGGTTTAATCGTCCATGGCATCAGCATCAGCAGCTCTAGAGA(SEQ ID NO:43，单下划线序列代表人工设计的microRNA序列，双下划线序列代表DIP1靶标序列，其它黑色序列代表microRNA骨架序列)连接到双元载体pHB中相应位点。干扰靶序列为SEQ ID NO:1中第375-395位(也是上述双下划线序列)。

获得重组质粒后，采取与实施例2中记载的相同方法制备转基因水稻(农杆菌转化方法转化水稻中花11(ZH11)的幼胚愈伤)。

100mM NaCl(处理10天后恢复7天)和18％PEG(处理12天后恢复7天)处理DIP1的人工microRNA转基因植株和对照植株(CK)。结果如图3G，可见人工microRNA转基因植株对PEG和盐的耐受能力显著强于野生型植物。

因此，DIP1的人工microRNA转基因植株能增强水稻对盐、旱逆境耐受能力。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状的方法，其特征在于，所述方法包括：调节禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达；所述的DST相互作用蛋白1是如SEQID NO:2氨基酸序列的多肽；

其中，所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，主穗穗长，分蘖数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的禾本科植物包括：水稻、高粱、玉米、大麦、小麦、燕麦、黑麦。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：降低禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达，从而增加禾本科植物产量或增加主穗粒数；或增强禾本科植物耐旱能力或耐盐能力；提高禾本科植物的株高，分蘖数或主穗穗长。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述降低禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达包括：将下调DST相互作用蛋白1转录、蛋白表达或蛋白活性的下调剂转入禾本科植物中。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的下调剂是特异性干扰DST相互作用蛋白1转录的干扰分子。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的干扰分子是以DST相互作用蛋白1或其转录本为抑制或沉默靶标的dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA，或能表达或形成所述dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA的构建物。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:2的编码基因作为沉默靶标的dsRNA或构建物。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:1中第375-395位为沉默靶序列的microRNA。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的干扰分子包含如SEQ ID NO:43所示的核苷酸序列。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述降低禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达包括：在禾本科植物基因组中敲除DST相互作用蛋白1的编码基因。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，使DST相互作用蛋白1的编码基因完全缺失或缺失关键结构域的编码序列，或在DST相互作用蛋白1的编码基因中插入外源片段，从而敲除DST相互作用蛋白1的编码基因。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在DST相互作用蛋白1的编码基因的第三个内含子中插入外源片段，从而敲除DST相互作用蛋白1的编码基因。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：提高禾本科植物中DST相互作用蛋白1的表达，从而降低禾本科植物的株高。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，包括：将DST相互作用蛋白1的编码基因转入禾本科植物，获得转化的禾本科植物。

15.一种DST相互作用蛋白1的用途，用于作为调控靶标，调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状；其中，所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，分蘖数，主穗穗长；所述的DST相互作用蛋白1是如SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽。

16.如权利要求15所述的用途，其特征在于，所述的DST相互作用蛋白1用于降低禾本科植物的株高。

17.一种DST相互作用蛋白1的下调剂的用途，用于调控禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状；其中，所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，分蘖数，主穗穗长；所述的DST相互作用蛋白1是如SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽。

18.如权利要求17所述的用途，其特征在于，所述的下调剂是特异性干扰DST相互作用蛋白1转录的干扰分子。

19.如权利要求18所述的用途，其特征在于，所述的干扰分子是以DST相互作用蛋白1或其转录本为抑制或沉默靶标的dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA，或能表达或形成所述dsRNA、反义核酸、小干扰RNA、微小RNA的构建物。

20.如权利要求19所述的用途，其特征在于，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:2的编码基因作为沉默靶标的dsRNA或构建物。

21.如权利要求20所述的用途，其特征在于，所述的干扰分子是以SEQ ID NO:1中第375-395位为沉默靶序列的microRNA。

22.如权利要求21所述的用途，其特征在于，所述的干扰分子包含如SEQ ID NO:43所示的核苷酸序列。

23.一种DST相互作用蛋白1的用途，用于作为鉴定禾本科植物抗逆性状、产量性状和/或株型性状的分子标记；所述的DST相互作用蛋白1是如SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽；所述的抗逆性状包括：耐旱性状、耐盐性状；所述的株型性状包括：株高，分蘖数，主穗穗长；其中，DST相互作用蛋白1基因的表达降低说明禾本科植物产量或主穗粒数增加，耐旱能力或耐盐能力增强，株高或主穗穗长提高；DST相互作用蛋白1基因的过量表达说明植物株高降低。