CN107188938A - 水稻抵抗叶片衰老蛋白rls3及其编码基因与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了水稻抵抗叶片衰老蛋白RLS3及其编码基因与应用。本发明以元江野生稻渗入系YIL18为原始材料，对其进行EMS诱变，从中挑选出一个叶片变红、快速衰老的突变植株rls3，并利用rls3和中花17杂交构建的F2群体进行基因型和表型鉴定，在第3染色体检测到一个与抵抗叶片衰老相关的基因，命名为RLS3。通过实验证明：RLS3基因可以调控植物叶片的衰老，进而对水稻的株高、穗长、结实率和单株产量产生影响，对水稻的生产也具有重要意义。

Description

水稻抵抗叶片衰老蛋白RLS3及其编码基因与应用
技术领域
本发明涉及水稻抵抗叶片衰老蛋白RLS3及其编码基因与应用，属于生物技术领域。
背景技术
水稻是一种主要的粮食作物，世界上近一半人口，都以稻米为食。中国是世界上水稻栽培的起源国，距今已有14000～18000年的历史，中国也是世界上最大的稻米生产国家，占全世界35％的产量，而中国又是个人口大国，近年来耕地面积不断减少，人们对水稻的需求却越来越大，所以水稻种植生产尤为重要。
叶片是植物进行光合作用的主要器官，水稻中90％以上的物质来自于光合作用，所以叶片的生长发育直接关乎作物的产量。植物叶片的衰老是植物体生长发育的最后阶段，被各种环境条件所诱导的一个植物生存所必需的主动过程。植物叶片衰老的过程中伴随着一系列复杂的生理生化反应：叶绿体结构发生改变；叶绿体内的叶绿素、蛋白、脂类和核酸被降解和光合作用能力下降等(Noodén L D,Guiamét J J and JohnI,Senescence mechanisms.Physiol Plant,1997,101:746～753；Lim P O,Kim H J and NamH G,Leaf senescence.Annu Rev Plant Biol,2007,58:115～136；Quirino B F,Noh Y S,Himelblau E,et al.Molecular aspects of leaf senescence.Trends Plant Sci,2000,5:278～282)。叶片的快速衰老致使作物光合能力降低，从而严重影响作物产量。所以研究水稻抵抗叶片衰老的分子机制，分离鉴定与抗衰老相关调控网络中的基因，对水稻的遗传改良和提高农作物的产量具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何调控植物叶片的衰老。
为解决上述技术问题，本发明首先提供一种与植物叶片衰老的相关蛋白。
本发明提供的与植物叶片衰老的相关蛋白，将其命名为RLS3，为如下a)或b)或c)的蛋白质：
a)氨基酸序列是序列1所示的蛋白质；
b)在序列1所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；
c)将序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。
其中，序列1由651个氨基酸残基组成。
为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列1所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
表1、标签的序列
标签 残基 序列
Poly-Arg 5-6(通常为5个) RRRRR
Poly-His 2-10(通常为6个) HHHHHH
FLAG 8 DYKDDDDK
Strep-tag II 8 WSHPQFEK
c-myc 10 EQKLISEEDL
上述c)中的蛋白质RLS3，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
上述c)中的蛋白质RLS3可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
上述c)中的蛋白质RLS3的编码基因可通过将序列2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。
为解决上述技术问题，本发明又提供了与上述蛋白质相关的生物材料。
本发明提供的与上述蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：
A1)编码上述蛋白质的核酸分子；
A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；
A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；
A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；
A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；
A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；
A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；
A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；
A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；
A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。
上述相关生物材料中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：
1)其编码序列是序列2所示的cDNA分子或序列3所示的基因组DNA分子；
2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码上述蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；
3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码上述蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。
其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本发明的编码RLS3的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明分离得到的RLS3的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码RLS3且具有相同功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。
这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发明的编码序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。
上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。
上述生物材料中，所述严格条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min；或，0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。
上述生物材料中，A2)所述的含有编码RLS3的核酸分子的表达盒(RLS3基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达RLS3的DNA，该DNA不但可包括启动RLS3转录的启动子，还可包括终止RLS3转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本发明的启动子包括但不限于：组成型启动子；组织、器官和发育特异的启动子及诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S：来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶("LAP",Chao等人(1999)Plant Physiol 120：979-992)；来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关1(PR1)(由水杨酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯)诱导)；西红柿蛋白酶抑制剂II启动子(PIN2)或LAP启动子(均可用茉莉酮酸甲酯诱导)；热休克启动子(美国专利5，187，267)；四环素诱导型启动子(美国专利5,057,422)；种子特异性启动子，如谷子种子特异性启动子pF128(CN101063139B(中国专利200710099169.7))，种子贮存蛋白质特异的启动子(例如，菜豆球蛋白、napin,oleosin和大豆beta conglycin的启动子(Beachy等人(1985)EMBO J.4：3047-3053))。它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处引用的所有参考文献均全文引用。合适的转录终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子)、花椰菜花叶病毒CaMV 35S终止子、tml终止子、豌豆rbcS E9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子(参见，例如：Odell等人(I985)Nature 313:810；Rosenberg等人(1987)Gene,56:125；Guerineau等人(1991)Mol.Gen.Genet,262:141；Proudfoot(1991)Cell,64:671；Sanfacon等人Genes Dev.,5:141；Mogen等人(1990)Plant Cell,2:1261；Munroe等人(1990)Gene,91:151；Ballad等人(1989)Nucleic Acids Res.17:7891；Joshi等人(1987)Nucleic Acid Res.,15:9627)。
可用现有的表达载体构建含有所述RLS3基因表达盒的重组载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pAHC25、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3′端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3′端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂碱合成酶基因Nos)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3′端转录的非翻译区均具有类似功能。使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、抗生素的标记基因(如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptII基因，赋予对除草剂膦丝菌素抗性的bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因，和赋予对氨甲喋呤抗性的dhfr基因，赋予对草甘磷抗性的EPSPS基因)或是抗化学试剂标记基因等(如抗除莠剂基因)、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。
上述生物材料中，所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。
上述生物材料中，所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌，如农杆菌。
上述生物材料中，所述转基因植物细胞系、转基因植物组织和转基因植物器官均不包括繁殖材料。
为解决上述技术问题，本发明还提供上述蛋白质或上述相关生物材料的新用途。
本发明提供了上述蛋白质或上述相关生物材料在如下(1)-(4)中至少一种中的应用：
(1)调控植物衰老；
(2)调控植物株高和/或穗长和/或结实率和/或单株产量；
(3)培育抗衰老的转基因植物；
(4)培育衰老加快的转基因植物。
上述应用中，所述衰老为叶片衰老。
上述应用中，所述调控为提高或抑制。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种培育抗衰老的转基因植物的方法。
本发明提供的培育抗衰老的转基因植物的方法包括将上述蛋白质的编码基因导入受体植物中，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的抗衰老的能力高于所述受体植物。
上述方法中，
所述抗衰老为抗叶片衰老；
所述蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列2的第43-1998核苷酸分子。
在本发明的实施例中，所述蛋白质的编码基因通过含有RLS3基因表达盒的RLS3基因重组表达载体导入所述受体植物中。所述含有RLS3基因表达盒的RLS3基因重组表达载体为pCAMBIA1301-Ubi-RLS3；所述pCAMBIA1301-Ubi-RLS3为将上述序列2的第43-1998位核苷酸分子插入植物表达载体pCAMBIA1301-Ubi的酶切位点BamHI和KpnI之间，且保持植物表达载体pCAMBIA1301-Ubi的其他序列不变得到的载体。
上述方法中，所述转基因植物理解为不仅包含将所述RLS3基因转化目的植物得到的第一代转基因植物，也包括其子代。对于转基因植物，可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。所述转基因植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。
上述方法中，所述转基因植物的抗衰老的能力高于所述受体植物体现在如下(B1)-(B4)中的任一种：
(B1)转基因植物的株高高于所述受体植物；
(B2)转基因植物的穗长高于所述受体植物；
(B3)转基因植物的结实率高于所述受体植物；
(B4)转基因植物的单株产量高于所述受体植物。
为解决上述技术问题，本发明最后提供了一种培育衰老加快的转基因植物的方法。
本发明提供的培育衰老加快的转基因植物的方法包括将抑制上述蛋白质的编码基因表达的物质导入受体植物中，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的抗衰老的能力低于所述受体植物。
上述方法中，
所述抗衰老为抗叶片衰老；
所述抑制上述蛋白质的编码基因表达的物质为如下(C1)-(C4)中的任一种：
(C1)序列4或序列5所示的DNA分子编码的RNA；
(C2)序列4或序列5所示的DNA分子；
(C3)含有序列4所示的DNA分子和序列5所示的DNA分子的片段或其编码的RNA；
(C4)含有序列4所示的DNA分子和序列5所示的DNA分子的表达载体。
上述方法中，所述含有序列4所示的DNA分子和序列5所示的DNA分子的表达载体为RNAi-RLS3干扰载体；所述RNAi-RLS3干扰载体为将序列4所示的DNA分子插入pTCK303/JL1460载体的Spe I和Sac I酶切位点间，且将序列5所示的DNA分子插入pTCK303/JL1460载体的BamH I和KpnI酶切位点间，并保持pTCK303/JL1460载体的其他序列不变得到的载体。
上述方法中，所述转基因植物的抗衰老的能力低于所述受体植物体现在如下(D1)-(D4)中的任一种：
(D1)转基因植物的株高低于所述受体植物；
(D2)转基因植物的穗长低于所述受体植物；
(D3)转基因植物的结实率低于所述受体植物；
(D4)转基因植物的单株产量低于所述受体植物。
上述方法中，所述受体植物为单子叶植物或双子叶植物，所述单子叶植物具体为水稻。
本发明以元江野生稻渗入系YIL18为原始材料，对其进行EMS诱变，从中挑选出一个叶片变红、快速衰老的突变植株rls3，并利用rls3和中花17杂交构建的F2群体进行基因型和表型鉴定，在第3染色体检测到一个与抵抗叶片衰老相关的基因，命名为RLS3。通过实验证明：RLS3基因可以调控植物叶片的衰老，进而对水稻的株高、穗长、结实率和单株产量产生影响，对水稻的生产也具有重要意义。
附图说明
图1为YIL18与突变体rls3的表型比较。
图2为T2代转RLS3RNAi水稻(R1)与中花17的表型和重要农艺性状比较。
图3为T2代转RLS3RNAi水稻(R1)与中花17的表达量比较。
图4为T2代转RLS3水稻(pOV1)与突变体rls3的表型和重要农艺性状比较。
图5为T2代转RLS3水稻(pOV1)与突变体rls3的表达量比较。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的元江野生稻渗入系YIL18在文献“Tan L B,Li X R,Liu F X,etal.Control of a key transition from prostrate to erect growth in rice domestication.Nat Genet,2008,40:1360-4.”中公开过，公众可以从中国农业大学获得。
下述实施例中的载体pTCK303/JL1460在文献“Wang Z,Chen CG,Xu YY,et al.APractical Vector for Efficient Knockdown of Gene Expression in Rice(Oryza sativa L.).PlantMolBiolRep,2004，22:409～417.”中公开过，公众可以从中国农业大学获得。
下述实施例中的载体pCAMBIA1301-Ubi在文献“Yu BS,Lin ZW，Lin HX,et al.TAC1,a major quantitative trait locus controlling tiller angle in rice.Plant J,2007,52:891～898.”中公开过，公众可以从中国农业大学获得。
实施例1、水稻抵抗叶片衰老基因RLS3的获得
以元江野生稻渗入系YIL18为原始材料，对其进行EMS诱变，从中挑选出一个叶片变红、快速衰老的突变植株(图1)，将其命名为突变体rls3。以突变体rls3和中花17作为构建定位群体的亲本材料，杂交构建得到F2群体，并从F2分离群体中挑选出160个隐性单株(红叶表型)作为初步定位的群体，结合基因型和表型数据，将控制叶片快速衰老的基因定位在水稻第3染色体短臂端k64和k87之间约100kb的区间内。该区间内共有17个有功能的基因。通过基因测序结果显示：LOC_Os03g38990基因的第10个内含子和第11个外显子的剪接位点处有一个SNP，进而对亲本、隐性交换单株及显性单株进行测序，SNP的吻合度为100％。同时对区间内的其他基因进行测序，结果表明两个亲本材料都不存在差异，因此初步推测LOC_Os03g38990基因为控制叶片快速衰老的基因。和野生稻渗入系YIL18相比，突变体rls3为仅在序列3所示的DNA分子第4276位的G突变为A，其余序列与野生稻渗入系YIL18的基因组序列全部相同。序列3所示的DNA分子第4276位是一个剪切位点，在剪切为cDNA的过程中，由于该位点由G突变为A，导致多剪掉了一个G，也就是序列2所示的cDNA分子第1234位的G被剪掉。
LOC_Os03g38990基因的核苷酸序列为序列2，将序列2所示的基因命名为RLS3基因，其中，序列2的第43-1998位为ORF，编码的蛋白的氨基酸序列为序列1，将序列1所示的氨基酸序列命名为RLS3蛋白。
实施例2、转RLS3RNAi水稻的获得及其农艺性状检测
一、转RLS3RNAi水稻的获得
1、RLS3RNAi干扰载体的构建
(1)根据基因RLS3的全长cDNA序列(序列2)设计引物，在引物两端引入限制性核酸内切酶Spe I、Sac I和BamH I、KpnI识别位点及保护碱基，设计引物序列如下：
R3-F:5'-GGGGTACCTAGTAAGGGCATTCAAAC-3'(带下划线碱基为限制性内切酶Kpn I识别位点及保护碱基)；
R3-R:5'-CGGGATCCCTGTGCGTCAAGAGCACT-3'(带下划线碱基为限制性内切酶BamH I识别位点及保护碱基)；
R4-F:5'-GACTAGTGCCCTTCAGCAAACCTTA-3'(带下划线碱基为限制性内切酶Spe I识别位点及保护碱基)；
R4-R:5'-CGAGCTCGCAATACCTGTGCGTCAA-3'(带下划线碱基为限制性内切酶Sac I识别位点及保护碱基)。
(2)利用TRIZOL试剂提取元江野生稻渗入系YIL18叶片的总RNA，以此RNA为模板，使用SuperScriptII反转录酶(Invitrogen,Cat no.18064-014)进行反转录得到cDNA；
(3)以步骤(2)获得的cDNA为模板，采用引物R4-F和R4-R进行PCR扩增，得到片段1；采用引物R3-F和R3-R进行PCR扩增，得到片段2；
(4)用限制性内切酶Spe I和Sac I酶切片段1，得到大小约为350bp的酶切产物1；用限制性内切酶BamH I和KpnI酶切片段2，得到大小约为350bp的酶切产物2；
(5)将序列4所示的酶切产物1插入pTCK303/JL1460载体的Spe I和Sac I酶切位点间，且将序列5所示的酶切产物2插入pTCK303/JL1460载体的BamH I和KpnI酶切位点间，并保持pTCK303/JL1460载体的其他序列不变，得到含有水稻RLS3基因片段的RNAi载体，将其命名为RNAi-RLS3干扰载体。
2、转RLS3RNAi水稻的获得
将RNAi-RLS3干扰载体转化EHA105菌株(该菌株购自上海迈其生物科技有限公司，货号：CH5002B)，得到重组菌；采用农杆菌侵染法用重组菌侵染中花17的成熟胚愈伤组织，并用含50mg/L潮霉素的NB培养基进行3轮筛选，每轮筛选20天，分化得到T0代转基因植株，并利用目的序列引物(R3-F：TAATAACAAGATCAAAGCTC；R3-R：CTTCTTTCTCCCTACCCT)和潮霉素引物序列(HPT-F：AAGTTCGACAGCGTCTCCGAC；HPT-R：TCTACACAGCCATCGGTCCAG)进行PCR阳性转基因植株的筛选，得到阳性T2代转RLS3RNAi水稻株系，将其命名为R1。
3、转RLS3RNAi水稻的RLS3基因相对表达量检测
分别提取T2代转RLS3RNAi水稻(R1)与中花17的基因组DNA，采用引物38990E1进行PCR扩增，对RLS3基因的相对表达量进行检测，引物序列如下：
38990E1-F:TGCTCTGAAGCCAAATAA；
38990E1-R:GTCATCAAAGGCAACAGT。
检测结果如图3所示。从图中可以看出，T2代转RLS3RNAi水稻(R1)的RLS3基因相对表达量明显低于中花17的RLS3基因相对表达量。
二、转RLS3RNAi水稻的表型
对T2代转RLS3RNAi水稻(R1)和中花17的农艺性状(株高、穗长、结实率和单株产量)进行检测。两个材料各取20株，实验重复三次，结果取平均值。
结果如图2所示，与中花17相比，T2代转RLS3RNAi水稻(R1)株高下降，穗长变短，结实率和单株产量明显降低。
上述结果表明：RLS3基因被干扰后，和野生型水稻植株相比，明显加快衰老。说明RLS3基因可以调控植物叶片的衰老，进而对水稻的株高、穗长、结实率和单株产量产生影响。
实施例3、转RLS3水稻的获得及其农艺性状检测
一、转RLS3水稻的获得
1、pCAMBIA1301-Ubi-RLS3载体的构建
(1)根据LOC_Os03g38990的全长cDNA序列设计引物，并在引物两端分别引入限制性核酸内切酶BamH I和KpnI识别位点及保护碱基，引物序列如下：
OEX-38990-F：5’-CGGGATCCATGGCGGGGCGGAGTGGC-3’(带下划线碱基为限制性核酸内切酶BamH I识别位点及保护碱基)；
OEX-38990-R：5’-GGGGTACCTCAGCTCTGGTATTCTGA-3’(带下划线碱基为限制性核酸内切酶Kpn I识别位点及保护碱基)。
(2)利用TRIZOL试剂提取元江野生稻渗入系YIL18叶片的总RNA，以此RNA为模板，使用SuperScriptII反转录酶(Invitrogen,Cat no.18064-014)进行反转录得到cDNA；
(3)以步骤(2)获得的cDNA为模板，采用引物OEX-38990-F和OEX-38990-R进行PCR扩增，得到大小为1956bp的水稻RLS3基因的DNA片段；
(4)将上述大小为1956bp的DNA片段(序列2的第43-1998位核苷酸分子)插入植物表达载体pCAMBIA1301-Ubi的酶切位点BamH I和KpnI之间，得到含有水稻RLS3基因的超表达载体，将其命名为pCAMBIA1301-Ubi-RLS3。
2、转RLS3水稻的获得
将pCAMBIA1301-Ubi-RLS3载体转化EHA105菌株(该菌株购自上海迈其生物科技有限公司，货号：CH5002B)，得到重组菌，采用农杆菌侵染法用重组菌转化实施例2获得的T2代转RLS3水稻(pOV1)的成熟胚愈伤组织，用含25mg/L潮霉素的NB培养基进行2轮筛选，每轮筛选15天；再用50mg/L潮霉素的NB培养基进行1轮筛选，筛选15天；然后经预分化、分化得到T0代转基因植株，并利用目的序列引物(OEX-38990-F：ATGGCGGGGCGGAGTGGC；OEX-38990-R：TCAGCTCTGGTATTCTGA)和潮霉素引物序列(HPT-F：AAGTTCGACAGCGTCTCCGAC；HPT-R：TCTACACAGCCATCGGTCCAG)进行PCR阳性转基因植株的筛选，得到阳性T2代转RLS3水稻株系，将其命名为pOV1。
3、转RLS3水稻的RLS3基因的相对表达量进行检测
分别提取T2代转RLS3水稻(pOV1)与突变体rls3的基因组DNA，采用引物38990E1进行PCR扩增，对RLS3基因的相对表达量进行检测，引物序列如下：
38990E1-F:TGCTCTGAAGCCAAATAA；
38990E1-R:GTCATCAAAGGCAACAGT。
检测结果如图5所示，从图中可以看出，T2代转RLS3水稻(pOV1)的RLS3基因相对表达量明显高于突变体rls3的RLS3基因相对表达量。
二、转RLS3水稻的农艺性状检测
对T2代转RLS3水稻(pOV1)和突变体rls3的农艺性状(株高、穗长、结实率和单株产量)进行检测，两个材料各取20株，实验重复三次，结果取平均值。
结果如图4所示，与突变体rls3相比，T2代转RLS3水稻(pOV1)株高增加，穗长变长，结实率和单株产量明显增加，恢复到野生型元江野生稻渗入系YIL18的水平。
上述结果表明：RLS3基因在突变体rls3中过表达后，明显恢复了叶片的衰老表型，株高、穗长、结实率和单株产量也显著的提高。说明RLS3基因可以调控植物叶片的衰老，进而对水稻的株高、穗长、结实率和单株产量产生影响。

Claims (10)

1.蛋白质，是如下a)或b)或c)的蛋白质：
a)氨基酸序列是序列1所示的蛋白质；
b)在序列1所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；
c)将序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。
2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，为下述A1)至A12)中的任一种：
A1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；
A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；
A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；
A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；
A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；
A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；
A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；
A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；
A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；
A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。
3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：
1)其编码序列是序列2所示的cDNA分子或序列3所示的基因组DNA分子；
2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；
3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。
4.权利要求1所述的蛋白质或权利要求2或3所述的相关生物材料在如下(1)-(4)中至少一种中的应用：
(1)调控植物衰老；
(2)调控植物株高和/或穗长和/或结实率和/或单株产量；
(3)培育抗衰老的转基因植物；
(4)培育衰老加快的转基因植物。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述衰老为叶片衰老；所述调控为加快或抑制。
6.一种培育抗衰老的转基因植物的方法，包括将权利要求1所述的蛋白质的编码基因导入受体植物中，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的抗衰老的能力高于所述受体植物。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述抗衰老为抗叶片衰老；
所述蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列2的第43-1998核苷酸分子；
所述转基因植物的抗衰老的能力高于所述受体植物体现在如下(B1)-(B4)中的任一种：
(B1)转基因植物的株高高于所述受体植物；
(B2)转基因植物的穗长高于所述受体植物；
(B3)转基因植物的结实率高于所述受体植物；
(B4)转基因植物的单株产量高于所述受体植物。
8.一种培育衰老加快的转基因植物的方法，包括将抑制权利要求1所述的蛋白质的编码基因表达的物质导入受体植物中，得到转基因植物的步骤；所述转基因植物的抗衰老的能力低于所述受体植物。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述抗衰老为抗叶片衰老；
所述抑制权利要求1所述的蛋白质的编码基因表达的物质为如下(C1)-(C4)中的任一种：
(C1)序列4或序列5所示的DNA分子编码的RNA；
(C2)序列4或序列5所示的DNA分子；
(C3)含有序列4所示的DNA分子和序列5所示的DNA分子的片段或其编码的RNA；
(C4)含有序列4所示的DNA分子和序列5所示的DNA分子的表达载体；
所述转基因植物的抗衰老的能力低于所述受体植物体现在如下(D1)-(D4)中的任一种：
(D1)转基因植物的株高低于所述受体植物；
(D2)转基因植物的穗长低于所述受体植物；
(D3)转基因植物的结实率低于所述受体植物；
(D4)转基因植物的单株产量低于所述受体植物。
10.根据权利要求7-9中任一所述的方法，其特征在于：所述受体植物为单子叶植物或双子叶植物。
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