CN107326035A

CN107326035A - 一种调控水稻粒型和叶色的去泛素化酶基因ubp5及其应用

Info

Publication number: CN107326035A
Application number: CN201710511696.8A
Authority: CN
Inventors: 马小定; 韩龙植
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: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2017-11-07
Anticipated expiration: 2037-06-28
Also published as: CN107326035B

Abstract

本发明提供一种调控水稻粒型和叶色的去泛素化酶基因UBP5，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明还提供了水稻UBP5基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。实验证明，水稻去泛素化酶基因UBP5能够导致水稻叶片颜色和种子形状发生变化，本发明还发现水稻泛素化酶基因UBP5发生突变后，能够使水稻叶片呈现条纹状，籽粒变长，结实率变低，叶绿素总含量显著减少。本发明提供了UBP5基因及其突变体在水稻种质资源的遗传改良育种中的用途，具有较好的应用前景。

Description

一种调控水稻粒型和叶色的去泛素化酶基因UBP5及其应用

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及一种调控水稻粒型和叶色的去泛素化酶基因UBP5、其编码的蛋白及其在水稻种质资源改良中的应用。

背景技术

蛋白的泛素化和去泛素化修饰是真核细胞中广泛存在的转录后修饰。底物的泛素化与去泛素化的精确调控具有非常重要的生物学意义，参与了诸如蛋白质降解、自噬、DNA损伤修复、细胞周期、信号转导、基因表达以及炎症免疫等重要的生命过程。

蛋白的泛素化主要是参与底物的降解和异常蛋白的清除，它是由一系列酶促反应来完成，包括泛素活化酶E1、泛素耦合蛋白E2及泛素连接酶E3等。E1在ATP的帮助下催化泛素末端的甘氨酸，与自身的一个半胱氨酸之间形成一个硫酯键。通过转酰基作用，活化的泛素再转移到泛素耦合蛋白E2的一个半胱氨酸上，形成E2-Ub；然后在泛素连接酶E3的作用下，将E2-Ub上的Ub连接到需要降解蛋白的赖氨酸上。经过这一过程，单个或多个泛素被连接到目标蛋白质上，泛素化的蛋白在细胞质内被蛋白酶体降解。在植物中，蛋白的泛素化参与多种生育进程，例如细胞分裂、分化、生物胁迫和非生物胁迫等。在拟南芥遭受高盐胁迫时，泛素连接酶E3-SAP5参与调控下游响应基因AtGols2、AtCP1等基因的表达。SAP5具有E3泛素连接酶活性，过表达SAP5可以显著提高转基因植株对干旱和盐胁迫的抗性。

蛋白泛素修饰的逆过程是蛋白的去泛素化，它是在去泛素化酶的作用下将泛素化的底物移除泛素的反应过程。去泛素化酶主要有三个功能：一是切割泛素基因初始翻译产物形成泛素单体；二是去泛素化酶水解泛素/26S蛋白酶体途径中加在底物上的泛素链，使泛素单体再循环利用；三是去泛素化酶将共价连接在底物上的泛素游离下来，使蛋白底物和泛素都被释放出来。在人和动物中已经报告了多个去泛素化酶基因，对其生物学功能和作用也有了比较深入的研究。但在植物中，只有少量的去泛素化酶基因的研究报道例如，例如拟南芥去泛素化酶UBP1和UBP2在抵御刀豆氨酸胁迫中发挥重要作用。ubp1、upb2单突变体和ubp1/ubp2双突变体在正常的培养环境中生长无异常，但是当在含精氨酸类似物刀豆氨酸的培养基上生长时，ubp1和upb2单突变体或双突变体严重发育不良。此物，去泛素化酶UBP26影响DNA的甲基化水平。正常植株中，UBP26可以使H2B第143位的赖氨酸上的泛素化水平降低，而在ubp26突变体中，H3第9位赖氨酸的二甲基化水平降低，使异染色质区的转座子表达量增强。

植物与动物、单子叶植物与双子叶植物存在巨大的差别，去泛素化酶同样在不同植物中发挥着不同的功能与作用。目前，还未见有水稻去泛素化酶基因的报道，而且对于去泛素化酶如何调控水稻粒型和叶色的机制也是未知的。因此，本领域有必要扩大去泛素化酶的研究范围，加深对于去泛素化酶的认知。

发明内容

本发明的目的是提供一种水稻去泛素化酶基因及其应用。

本发明提供的去泛素化酶基因UBP5具有调控水稻粒型和叶色的功能，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示或与该核苷酸序列具有80％以上同源性的核苷酸序列。

进一步地，本发明提供的去泛素化酶基因UBP5的CDS序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明还提供了上述去泛素化酶基因UBP5编码的蛋白，其具有：

1)如SEQ ID No.3所示的氨基酸序列；或

2)SEQ ID No.3所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白质。

本发明提供了含有上述去泛素化酶基因UBP5的生物材料，所述生物材料为载体、宿主细胞、转化植物细胞。

本发明提供了上述去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或含有该基因的生物材料在制备转基因植物中的应用。

本发明提供了上述去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或含有该基因的生物材料在水稻种质资源改良中的应用。

本发明提供了上述去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或含有该基因的生物材料在调控水稻粒型中的应用。

本发明提供了上述去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或含有该基因的生物材料在调控水稻叶片发育中的应用。

本发明提供了上述去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或含有该基因的生物材料在调控水稻叶绿素含量中的应用。

上述去泛素化酶基因UBP5的突变体(SEQ ID NO.2第1109位核苷酸由G突变为A，导致丝氨酸突变为天冬酰胺)可使水稻叶绿素含量降低(减少)、使水稻籽粒变长、使水稻叶片形态出现条纹状。

本发明提供了上述去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或含有该基因的生物材料在调控水稻结实率中的应用。

进一步地，上述去泛素化酶基因UBP5的突变可使水稻结实率降低。

本发明提供了上述去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或含有该基因的生物材料在观赏稻分子育种中的应用。

本发明的优点在于：本发明利用来自日本晴的EMS诱变突变体库(已在CHR729Is aCHD3Protein That Controls Seedling Development in Rice[J].Plos one,2015,Xiaoding Ma,et al.文献中公开)的水稻ubp5突变体(水稻条纹叶突变)，通过与日本晴杂交，证明该突变体性状受隐形单基因控制。本发明利用图位克隆技术和功能互补实验，成功克隆了一个新的水稻去泛素化酶基因UBP5，该水稻UBP5基因的单个氨基酸替换(SEQ IDNO.2第1109位核苷酸由G突变为A，导致丝氨酸突变为天冬酰胺)突变体ubp5在形态上表现出叶片颜色呈现条纹状、籽粒变长和结实率降低。正常功能的UBP5基因转化该突变体后植株恢复为野生型的表型功能缺失将导致水稻籽粒和叶片发育异常，表明该基因在水稻粒型改善和观赏稻分子育种中具有应用潜力。此外，通过对UBP5基因的功能解读，可以为研究去泛素化酶调控水稻籽粒和叶绿体发育机制提供技术支撑。

附图说明

图1：水稻UBP5基因野生型和突变体ubp5的表型比较，其中，A：野生型与突变体苗期表型，左为野生型，右为突变体ubp5；B：野生型与突变体叶片表型，左为野生型，右为突变体ubp5；C：野生型与突变体三叶期、分蘖期和抽穗期倒二叶叶片叶绿素含量；D：野生型与突变体种子粒长比较。

图2：UBP5基因定位图，其中，A：UBP5基因精细定位图；B：定位区间内包含8个转录本，黑色标记的为目的基因。

图3：UBP5及其水稻同源蛋白进化树分析。

图4：荧光定量PCR检测UBP5基因组织表达情况。

图5：pCUbi1390-UBP5过表达载体图谱。

图6：pCUbi1390-UBP5过表达载体转化ubp5突变体的转基因植株，其中，A：pCUbi1390-UBP5转化ubp5突变体恢复了突变体叶色表型；B：pCUbi1390-UBP5转化ubp5突变体恢复了突变体粒长表型。

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。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段；若未特别指明，实施例中所用试剂均为市售。

实施例1突变体的获得与表型分析

水稻ubp5突变体来源于粳稻品种日本晴的EMS诱变产生的突变，该突变体在中国北京获得。

正常播种条件下，突变体ubp5种子发芽势明显弱于其野生型，其种子萌发后叶片即表现为条纹白叶性状；在分蘖期和成熟期，ubp5条纹叶表型在植株的某些叶片上一直存在，并不会在生育后期消失。与野生型比较，突变体叶绿素含量在不同时期都有所降低。此外，突变体籽粒长度显著增加，而粒宽变化不显著(图1)。

实施例2 UBP5基因的分离克隆

1.ubp5突变性状的遗传分析：

ubp5突变体通过与其亲本日本晴杂交，构建F₂分离群体，进行遗传分析。分析结果表明，F₁代植株表型与野生型没有明显差异，在F₂代群体中随机选择218个单株，野生型与突变体表型的单株数分别是168和50，卡方测验结果(χ² _3:1＝0.391)符合3:1的分离比，说明突变体性状受单隐性核基因控制。

2.基因定位群体构建：

ubp5突变体与籼稻品种Dular杂交，F₁自交获得F₂群体。从F₂群体中挑选1550株ubp5突变体表型植株作为基因定位群体。分蘖期每个单株取幼嫩叶片，用于提取基因组DNA。

3.UBP5基因定位：

采用CTAB法(Ma et al.,2013)提取植株叶片总基因组DNA。选取均匀分布于水稻12条染色体上的SSR标记和Indel标记，对突变体和野生型进行多态性分析，筛选有多态性的引物。在F₂群体中选取14个突变体表型单株，提取14单株的DNA构建DNA混池，利用两亲本间具有多态性的标记，结果将UBP5基因初步定位到M7和M8两个标记间(图2)。然后选取1550个F₂群体中的隐性单株，在初步定位的基础上进一步设计多态性引物，最终将UBP5基因精细定位于标记IN11和IN17之间103kb范围内(图2)。

表1 UBP5基因定位标记引物序列

引物名称	前引物序列(5'-3’)	后引物序列(5'-3')
			M7	TGATAAATCCCATACTAAGGATCTG	GCTTAGTCCGAGGCCTTCA
M8	ACGGCTAAACGGTACTGCAT	ACACCAAGGGTGAAAAGTGG
			IN3	ATCCACATGGCAAATTGCTG	AGGCACATGAAGTCACAAAAATTT
IN10	GGGGATCCGGAAGCTCAT	TGCCACATGCTGCACGTC
			IN11	TGGCATTTTCGGAACGAGAT	CTATGAATGGGCCCAAGACG
IN17	GGTTCCAAGTTGGCGATAAAAT	GACGTCAGCTCAGGTGCTAATC
			IN16	GCAAGTACTGCGGTGAGGAGA	TGTGAGGACCTAAGTCTTGTCCAC
IN12	TGGGGTTCTTTATCTTGTGGTG	TAATAATACCGGCCTTTGCTCA

4.候选基因预测及测序分析

根据精细定位结果，利用http://rice.plantbiology.msu.edu/对这区间进行基因预测发现，区间内有8个开放阅读框(图2)。经过测序分析，其中一个编码去泛素化酶的基因UBP5发生了突变。在突变体中，该基因CDS序列(SEQ ID NO.2所示)的第1109位核苷酸由G突变为A，导致丝氨酸突变为天冬酰胺。该突变位点位于UBP5蛋白的酶活结构域内，根据网站注释(http://rice.plantbiology.msu.edu)，该基因全长7257bp(SEQ ID NO:1)，包括5个外显子和6个内含子。包括两个蛋白功能结构域：DUSP和部分UBP。基因编码序列1149bp(SEQ ID NO:2)，编码383个氨基酸(SEQ ID NO:3)。

实施例3 UBP5及其同源基因进化树分析

去泛素化酶属于一个大的基因家族，每个物种都包括非常多的去泛素化酶基因。例如双子叶研究的模式植物拟南芥包括27个去泛素化酶基因，水稻包括23个去泛素化酶基因。为了研究UBP5与其它水稻去泛素化酶蛋白在进化上的关系，利用MEGA 4.0软件构建了UBP5蛋白与水稻其它22个蛋白的进化树。结果显示，UBP5与Os10g07270(UBP9)亲缘关系最近，处在同一个分支上，同时该位点的Os07g06610、Os12g42600位于一个大的分支上(图3)，表明该家族蛋白结构上相对保守，进化上关系较近。

实施例4叶绿素含量测定

分别取野生型和突变体三叶期、分蘖期和成熟期的倒2叶叶片0.1g左右，然后用剪刀将叶片剪成0.5cm的小段浸泡在95％乙醇中，黑暗处理48小时以上。分光光度计(DU 800)测定665nm、649nm和470nm下的吸光值，重复3次，最后根据叶绿素a浓度Ca＝13.95D665-6.88D649；叶绿素b浓度Cb＝24.96D649-7.32D665计算叶绿素a和b的浓度；叶绿素总含量＝叶绿素a+叶绿素b。结果显示，与野生型比较，突变体在三叶期、分蘖期和成熟期叶绿素总含量显著减少(图1)。叶绿素含量的测定结果与叶色表现相一致。

实施例5 UBP5基因表达模式

通过荧光定量PCR系统，以野生型日本晴不同组织部位反转录的cDNA为模板，发明人检测了UBP5基因的表达情况，结果如图4，UBP5在检测的所有组织中都有表达，其中在花序和叶片中的表达量相对较高，其表达模式与ubp5突变体的突变表型是一致的。

荧光定量PCR所用的引物序列为：

qUBP5-F:GTTCTGAGAAGACCAGGAGCAAT

qUBP5-R:AGCCTTCTTATGGAGTTCGCC

qACTIN-F:CAGGCCGTCCTCTCTCTGTA

qACTIN-R:AAGGATAGCATGGGGGAGAG

实施例6植物转化

以野生型日本晴的基因组为模板，根据目的基因设计引物CDS-F(GCAGGTCGACGGATCCGGTGGCGGAGATGGAGATG)和CDS-R(GAATTCCCGGGGATCCAATTCGACTGGCATCAAACCA)，利用KOD(TOYOBO)DNA扩增酶扩增UBP5基因编码区；然后利用In-Fusion(Takara)将片段连接到pCUbi1390载体上，得到pCUbi1390-UBP5过表达载体(图5)。将pCUbi1390-UBP5载体转入EHA105农杆菌中，得到转化子。采用农杆菌介导的遗传转化方法将菌株EHA105-pCUbi1390-UBP5导入ubp5突变体胚的愈伤组织，经过预培养、侵染、共培养、筛选等步骤，得到转基因植株。

对转基因植株进行鉴定和观察发现，与生长相同时期的突变体比较，转基因植株叶色恢复为正常绿色，而且阳性转基因植株得到的种子也与野生型种子形状相同(图6)。这些结果证明了ubp5突变体是由于UBP5基因突变造成的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

SEQUENCE LISTING

<110> 中国农业科学院作物科学研究所

<120> 一种调控水稻粒型和叶色的去泛素化酶基因UBP5及其应用

<130> KHP171113768.5

<160> 25

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 7257

<212> DNA

<213> 水稻

<400> 1

actacatcat gacataatat ttttctacat tcattttaaa aatcttcttt caacttagat 60

agagctccac tactaattta tttttttttc gcatttttat gggccttaaa ttttttttcg 120

caccagggct taaaattcct aggtatagcc tgagtggact tacttacaga ctaaaagatg 180

accccaaaca aaacattaca tgcatgaact gatagtttaa tacaaataag ttttatgttt 240

tgtggagtga ttctcatatg ctcttgtgct acctcatagg tagatgatga aggtaacatt 300

gttcaataga actcaaaata ttaaatgtat gaccattcac acgcaaggag ccgggttatg 360

gatgaaacat gtcatggtca gctccccatg agcttcgatg gtctcagtag cctatttggg 420

aagaaaataa ggtcaatcta gtttcttatg ataacttgta tcctcagcat catgtagcct 480

atatgcgcat tgttgaggtt agtttacttt tgctttatac ataataactt cttttttcta 540

atgatgtata ttgtatcatg ttgttgactt tctatgtgca tatacttatg tagctaattg 600

ttacttggtt caagagaatg taatgaggga ttaaatatca tatatgtatt atggacgagg 660

agatgcatgt cattctaggg ctgattattg gagttgatga tatgccaata cgaagttttc 720

tttcatatag agtatatgct actggaaagt aataacattt tgaatacatc aatttgaact 780

agagtatgct tgtcttcttc atttccttct tgcccccttc gcttgattcc tcatcttgct 840

atttaacaac cacgccttcc ctctccctct ttgacattgt cattccacta gtccttctct 900

agctcaatca ctataaccaa ctcctaggta gttattaaga ccaaatcgta ttgacggtca 960

aaccgtatgc agtcgactcg actatgaacc ggtaaaacca cccagttttg aggaaaaacc 1020

attactaaac caggaagtaa accatcgttg gaccggcctc acatgggatg cgaggacatg 1080

catgtgcaag gggagcaggt ggggtaaaat gagagaaaaa tctcattgtg gagataaata 1140

aatgatgagg tgttgggggg tggggtgggg gtggggaagg cgccgggggg gggggggggc 1200

tatggaaggg attactagaa gaatgctagc atggaggata gaaactttgc ctaggatttt 1260

ggttggtcat ccaagaggtc aactaggggt gaagccagga ttctaggacg gaggacaagc 1320

ggacaataca caataagaca tggtgctaga aagaaaatct cccattttat ttcaaagacg 1380

tgtctttaca gtttttttag tttttctcca agtgctaacg gacaaatgct tctgatgagc 1440

ttacttatac ggaaaacgat gatgccacct cacagtgagg ctgtctaact gcgagaaggt 1500

gaaagaagta ggacgaaact tctcggctat ggagagtagc tctcatttta gccaaccttg 1560

ttgaagaaag atgataggga cggcatctct ctaaactgag taaactttaa attgacattc 1620

tttatttatt taaattaatt tagataaagt taaaccacaa accgtttaaa aatttctcaa 1680

acttccatag caatgccaaa gaaaacaaac ccacagggcc acaccaatcc aatatttcca 1740

ttcgaaatac gaggagacaa caaattagaa gaggcaagcc cagaagaagg gggtgaatcc 1800

ggctcccctc cttcctccca tccaaagccc acatctcctg cagatccaac cgcatctccg 1860

ctcccccctc gccgccgccg accaccgcag cgctccctcg ccgccgccgg aggcccacgc 1920

cgcgcagtcg cgtccgagaa gctcggagct ttttcaggca agaggcaggg gccccccctc 1980

caaaccctaa ccgtagctcc tcctcctcca actcgtctcc tccgccggtg gcggtggcgg 2040

tggcggagat ggagatggag atggagatgg tggtggccgt gccgtcgccg gaggtgcccg 2100

cggaggagga gagggcgctg atccgggaca tcaccgtcgc cgccgaggcc cacgccaagg 2160

aaggggacac cttcttcctc atcacccaca ggtctcgctc cccttccctt gttcttcccc 2220

tctccatgtt gcgcccggat ttggtcgttt ggggaccaaa gatttttttt ttaaagttcc 2280

tttattgcgc tccggcgacc gtcgccggcg ggaggtatgc ttatgtgagt taatggagtg 2340

gcctggaggc atctgggctc ggtatagggg agcttgattc ttcctgtgca acatgggctc 2400

ggtacagacc gtgatttggc tgcgcaaaat gctgcttgta tgatagtagt acagaatttc 2460

tttcagatga tcttggtgga gtttgcagga tattcagcct gtttgtacgc atctggtccc 2520

agtagtggct gcagtgttgg aagcttggaa ttttgacctt tcaggtttta tcacaccctg 2580

ttaaagtgga gctctagcca tgttatctgc tagggtgatg cattctttga ccgtgtttgt 2640

gcaataggca ttctatgaat tcgttctgta aactcgcaag catcagctgc caattggcaa 2700

ctgcccgttc tctccatgta ggaattgcat tgtctatcat gctgacttct gatctctcat 2760

gttcatgttt tagaatactt cagccaaggt ctggatgctt gtaggatagc tagatagcac 2820

agaaactgca cccatggaaa gatagcttcg gccttcttac atttggacat ggacatggaa 2880

tgctttcatt acctccttgc gttttataga tattggggct gtttggttcc cagccacact 2940

ttaccattac ttgccaacaa aagttgccac accttgccta aggtgaggtg atcaaattgt 3000

tagccacaac ttattaagcc taagggaatc ttgccacact tttttgagcc attgacacgt 3060

gggacccaat ttgttggagg ggaatcttgc cacaactatg gctacaacca aacacctgtc 3120

aaatttgcct aaccttaggt gtggcaaact gtggcaaagt atggcttgca accaaacaca 3180

cccattgttt ggctatttga tggagataga agtcagtgaa gtatctgttt cagaagtatt 3240

ttctgaaata tagttaatat acaaatctat gcattttcat ttttctttat ctcgttttta 3300

ctattcatta agctgctaat tgcttgttta atatttattt gatttttata cttggtggct 3360

cttggttgac tcaaataggt ggtggcaaag ttggattgat tatgtcattc aagatttggc 3420

taattcaacg aataatggtt ctcatcatca tgagcatggt tctaacgttc tgagaagacc 3480

aggagcaatt gacaatacag atttgataga tgatactgca tctgaagtct cgaatatgga 3540

gattgaacta catgatacat tggttgaggg tcgtgactat atactgcttc cccaacaagt 3600

ctgggaaaag ttgcacggtt ggtatgtcat attttaatac gaaccattaa aatatataga 3660

tcttcagctc atgctcatta ttaccttttt ttttgtgatt cctttactat acctctaata 3720

tgtctactct aggaacatgg gatcatcttg tttttttgta tgtgtaacag ataaaatgtc 3780

cgtaaaggtg attaaaactc atgtacctgt ttctgtttga ttgtgtacac ataccagata 3840

tcactcacta tccagggtct gcttaattga ttgattatca acagagtgct ttgtaaacta 3900

ctactagtct ggaaaagaaa gtgaataaaa tgaagaaagc agcagaaaat ggttgtttct 3960

tggtcaattt gttacagatc ttgcaacctg agaattcttc tcttatctgc acaactattg 4020

tcttgtcagt aacatattcc atagcataca ggttatgcag atatttctca tttagtgctg 4080

tatagaattt attaacttag tttttgcaaa gaaggttgat gtttgtaaca ttactaacat 4140

actggagtaa tttttaggtt aataaaaatg acattgtcta ataatctgag ctctatgtgg 4200

gttcactttg cactcttgat gtgattgcca tcataaacta tgataccctg ctctagtgtt 4260

tgcacatgca catgcacact gtacatgcac ttctggattt aagtgctgaa actcctatgg 4320

gaatgttaaa ttgcacattt gacgtgctaa tcttcaattt tatttctttc ttgtgtattt 4380

atttcttatt attctgaaaa tgcatttaca ggtatggtgg aggaccaaca ttgccaagaa 4440

aggcaatcaa tactggcttg tctcaaactg atttagccat agaagtttat cctttacgtc 4500

tgcagttact tctggctcca aaaggagagc aagctgttat aaggataagc aaaaaagtat 4560

gtatctattt ccctggctag ggttgaacat gtgacagtca tttgttttgt cattccatca 4620

attgatttaa attgaataat aatgtaatgt atgaaagtac agatcctctg gaggaaaaac 4680

tgatgtagaa ctcttttaat ggcaaaaagt aataaccgtg taaaatttca ctacattttt 4740

tagcagacaa gaaccaacaa tttattgatt cgtgcaggat acagttggcg aactccataa 4800

gaaggcttgt gaggtttttg atttgatacc tgatgaggta gatattttat tagggtgttt 4860

acagtattat gttcccccct ctaaatttga agttttcatg gtcatgttat tattggcagg 4920

tctgcatttg ggactactat ggccgaacaa gacattcttt gatggataac ttggagaaaa 4980

cccttgatga tgccaacatt caaatggatc aagatgtgag tactggaatt tacgtaataa 5040

tttccattga caagttatgt tttctgttcc ttgactggtg ttttccctct tggccataat 5100

acactatgtt ttttagttta gtttctccaa atattctcca gaatgtttcc atagtaaatg 5160

atttaactcg aactatttgt tttgttattg acagattcta gtggaggtta ctaccgatgc 5220

aaatggtagt ttggatggtg gttgcattgg ttcaatccaa gaaaatgaat atttagaacg 5280

agaatcaact tccttgattg cagatgcttc gaaatcagga ttatcaaatg agaattttgc 5340

atcaaacaat tatacttcca gaagctacag ctctagtctt acacaaagcc agtacctgcg 5400

atcttcgaat ggggacttag ataacatgca tggtactagt gccatgatca ccagaggatc 5460

tcctttaggt cttacagggc tactcaactt gggaaataca tgtttcatga atagtgctat 5520

acaatgcctt gtgcacacac cagaattcgc tagatatttt cgtgaagatt accaccgtga 5580

aataaattgg caaaatcccc tgggtatggt ggtaagtact ctttctacta gcatggcgtt 5640

gaagccttac gtttgaactt aaagtgttac agagatagtg atattatttt gtagcatggc 5700

gttgaagcct tacgtttgaa cttaaagtgt tacagagata gtgatattat tttgttacat 5760

gcatttggtt tgatgccagt cgaatttgct gattttagat ttctacatag tatgcaacaa 5820

ccgagagatt tttgatactt ggtgaaatta gtgaaattga caattttgtt tgttttgatt 5880

cagtaacaat tccctttttt ttgacgggaa agtaacaatt cccttggata tatacttttt 5940

gtgggttgtg cattctgtta tgctacctgc gttcaaattt ctactttttt tcgttgtata 6000

agtgacttat caagtttatt tgatgcttct gttctttttt atgtcagcct ttgtcagttc 6060

atatggttgt gcttgaaatc aattttctga tttcttcttt tgaccaaaaa atttctaatt 6120

tcttacagca aagagaatct cagatgcgtg attcccttgt catattaaga taacggatac 6180

aagctacagt tattagaaat aattattttt tggaacattt tttgtgcact gatttggtgc 6240

gtgtgtatca tgaaagcaaa aaaagaaaaa agaaaaagaa aacatggcta ctgcatggtt 6300

aggtttcatg ttcatttgca tgcgtacctc atgttaattg tactgagttc tgatggtagt 6360

cttgtagggt gaacttgcat tagcctttgg tgagctactg agaaaactgt gggctcctgg 6420

acgtacacca gtttctcctc ggccattcaa aacaaagctg tctcgctttg cacctcagtt 6480

cagtggatac aaccaacatg attcacaggt tcgatcctct ccatgaacaa ctattctatt 6540

ttgtcttcag atattctttt atatttatct tggcaaaatc ttgcaggagt tgttggcatt 6600

cctcttggat ggacttcatg aagacttgaa ccgtgtgaaa cataggcctt acataaagtc 6660

caaagacgct gatggtcgat cagatgatga ggttgcagat gaatattggg ccaatcatat 6720

tgccagaaac aattcaatca ttgttgatgt atgccaggtt agattttgtg ctctcaagca 6780

gacatcattt tgaaattcta gcaatagcag tgatgatagt atgcaagata aaatgggtcc 6840

agtgtctggc tctctgttac caatcgtggc gtaatttttt ctcccttgtt gcttgcgaaa 6900

gttgttttgt aacctacctt gtattgtgat tttccaggga cagtacaagt caactttggt 6960

atgcccagcc tgtggaaagg tttcagtgac ttttgaccca ttcatgtatc tttccttgcc 7020

tctacaattt acatcaaccc ggagcatgac cgttatggtc tttacttttg atgggagtac 7080

tccaccaaca ccatacactg taaatgtacc caagcaagga aggtgcagag atcttatcca 7140

agccatcagc aatgcatgct cacttagaaa tggggagaga cttgtaattg ccgaggtttg 7200

tcataaaagg ccaactgaat taagtgctat atgcttgtgg gttttatgaa acaattg 7257

<210> 2

<211> 1149

<212> DNA

<213> 水稻

<400> 2

atggagatgg agatggagat ggtggtggcc gtgccgtcgc cggaggtgcc cgcggaggag 60

gagagggcgc tgatccggga catcaccgtc gccgccgagg cccacgccaa ggaaggggac 120

accttcttcc tcatcaccca caggtggtgg caaagttgga ttgattatgt cattcaagat 180

ttggctaatt caacgaataa tggttctcat catcatgagc atggttctaa cgttctgaga 240

agaccaggag caattgacaa tacagatttg atagatgata ctgcatctga agtctcgaat 300

atggagattg aactacatga tacattggtt gagggtcgtg actatatact gcttccccaa 360

caagtctggg aaaagttgca cggttggtat ggtggaggac caacattgcc aagaaaggca 420

atcaatactg gcttgtctca aactgattta gccatagaag tttatccttt acgtctgcag 480

ttacttctgg ctccaaaagg agagcaagct gttataagga taagcaaaaa agatacagtt 540

ggcgaactcc ataagaaggc ttgtgaggtt tttgatttga tacctgatga ggtctgcatt 600

tgggactact atggccgaac aagacattct ttgatggata acttggagaa aacccttgat 660

gatgccaaca ttcaaatgga tcaagatatt ctagtggagg ttactaccga tgcaaatggt 720

agtttggatg gtggttgcat tggttcaatc caagaaaatg aatatttaga acgagaatca 780

acttccttga ttgcagatgc ttcgaaatca ggattatcaa atgagaattt tgcatcaaac 840

aattatactt ccagaagcta cagctctagt cttacacaaa gccagtacct gcgatcttcg 900

aatggggact tagataacat gcatggtact agtgccatga tcaccagagg atctccttta 960

ggtcttacag ggctactcaa cttgggaaat acatgtttca tgaatagtgc tatacaatgc 1020

cttgtgcaca caccagaatt cgctagatat tttcgtgaag attaccaccg tgaaataaat 1080

tggcaaaatc ccctgggtat ggtggtaagt actctttcta ctagcatggc gttgaagcct 1140

tacgtttga 1149

<210> 3

<211> 382

<212> PRT

<213> 水稻

<400> 3

Met Glu Met Glu Met Glu Met Val Val Ala Val Pro Ser Pro Glu Val

1 5 10 15

Pro Ala Glu Glu Glu Arg Ala Leu Ile Arg Asp Ile Thr Val Ala Ala

20 25 30

Glu Ala His Ala Lys Glu Gly Asp Thr Phe Phe Leu Ile Thr His Arg

35 40 45

Trp Trp Gln Ser Trp Ile Asp Tyr Val Ile Gln Asp Leu Ala Asn Ser

50 55 60

Thr Asn Asn Gly Ser His His His Glu His Gly Ser Asn Val Leu Arg

65 70 75 80

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

85 90 95

Glu Val Ser Asn Met Glu Ile Glu Leu His Asp Thr Leu Val Glu Gly

100 105 110

Arg Asp Tyr Ile Leu Leu Pro Gln Gln Val Trp Glu Lys Leu His Gly

115 120 125

Trp Tyr Gly Gly Gly Pro Thr Leu Pro Arg Lys Ala Ile Asn Thr Gly

130 135 140

Leu Ser Gln Thr Asp Leu Ala Ile Glu Val Tyr Pro Leu Arg Leu Gln

145 150 155 160

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

165 170 175

Lys Asp Thr Val Gly Glu Leu His Lys Lys Ala Cys Glu Val Phe Asp

180 185 190

Leu Ile Pro Asp Glu Val Cys Ile Trp Asp Tyr Tyr Gly Arg Thr Arg

195 200 205

His Ser Leu Met Asp Asn Leu Glu Lys Thr Leu Asp Asp Ala Asn Ile

210 215 220

Gln Met Asp Gln Asp Ile Leu Val Glu Val Thr Thr Asp Ala Asn Gly

225 230 235 240

Ser Leu Asp Gly Gly Cys Ile Gly Ser Ile Gln Glu Asn Glu Tyr Leu

245 250 255

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

260 265 270

Ser Asn Glu Asn Phe Ala Ser Asn Asn Tyr Thr Ser Arg Ser Tyr Ser

275 280 285

Ser Ser Leu Thr Gln Ser Gln Tyr Leu Arg Ser Ser Asn Gly Asp Leu

290 295 300

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

305 310 315 320

Gly Leu Thr Gly Leu Leu Asn Leu Gly Asn Thr Cys Phe Met Asn Ser

325 330 335

Ala Ile Gln Cys Leu Val His Thr Pro Glu Phe Ala Arg Tyr Phe Arg

340 345 350

Glu Asp Tyr His Arg Glu Ile Asn Trp Gln Asn Pro Leu Gly Met Val

355 360 365

Val Ser Thr Leu Ser Thr Ser Met Ala Leu Lys Pro Tyr Val

370 375 380

<210> 4

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 4

tgataaatcc catactaagg atctg 25

<210> 5

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 5

gcttagtccg aggccttca 19

<210> 6

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 6

acggctaaac ggtactgcat 20

<210> 7

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 7

acaccaaggg tgaaaagtgg 20

<210> 8

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 8

atccacatgg caaattgctg 20

<210> 9

<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 9

aggcacatga agtcacaaaa attt 24

<210> 10

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 10

ggggatccgg aagctcat 18

<210> 11

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 11

tgccacatgc tgcacgtc 18

<210> 12

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 12

tggcattttc ggaacgagat 20

<210> 13

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 13

ctatgaatgg gcccaagacg 20

<210> 14

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 14

ggttccaagt tggcgataaa at 22

<210> 15

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 15

gacgtcagct caggtgctaa tc 22

<210> 16

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 16

gcaagtactg cggtgaggag a 21

<210> 17

<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 17

tgtgaggacc taagtcttgt ccac 24

<210> 18

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 18

tggggttctt tatcttgtgg tg 22

<210> 19

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 19

taataatacc ggcctttgct ca 22

<210> 20

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 20

gttctgagaa gaccaggagc aat 23

<210> 21

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 21

agccttctta tggagttcgc c 21

<210> 22

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 22

caggccgtcc tctctctgta 20

<210> 23

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 23

aaggatagca tgggggagag 20

<210> 24

<211> 35

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 24

gcaggtcgac ggatccggtg gcggagatgg agatg 35

<210> 25

<211> 37

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 25

gaattcccgg ggatccaatt cgactggcat caaacca 37

Claims

1.一种调控水稻粒型和叶色的去泛素化酶基因UBP5，其具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列或与该核苷酸序列具有80％以上同源性的核苷酸序列。

2.权利要求1所述的去泛素化酶基因UBP5编码的蛋白，其特征在于，其具有：

1)如SEQ ID No.3所示的氨基酸序列；或

3.权利要求1所述的去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白在调控水稻粒型、调控水稻叶片发育、叶绿素含量或调控水稻结实率中的应用。

4.一种去泛素化酶基因UBP5的突变体，其特征在于，其为权利要求1所述的去泛素化酶基因UBP5的CDS序列SEQ ID NO.2第1109位核苷酸由G突变为A，导致丝氨酸突变为天冬酰胺。

5.权利要求4所述的去泛素化酶基因UBP5的突变体在使水稻叶绿素含量降低中的应用。

6.权利要求4所述的去泛素化酶基因UBP5的突变体在使水稻籽粒变长中的应用。

7.权利要求4所述的去泛素化酶基因UBP5的突变体在使水稻叶片形态出现条纹状。

8.权利要求4所述的去泛素化酶基因UBP5的突变体在降低水稻结实率中的应用。

9.含有权利要求1所述去泛素化酶基因UBP5或权利要求4所述的去泛素化酶基因UBP5的突变体的生物材料，所述生物材料为载体、宿主细胞、转化植物细胞。

10.权利要求1所述的去泛素化酶基因UBP5或其编码的蛋白或权利要求4所述的去泛素化酶基因UBP5的突变体或权利要求9所述的生物材料在水稻种质资源改良中的应用。