CN107603963A - 一种水稻双花小穗基因df1及其编码的蛋白质与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水稻双花小穗基因DF1，具有Seq ID No：1所示的基因组核苷酸序列及Seq ID No：2所示的cDNA核苷酸序列；本发明还公开了上述基因编码的蛋白质，具有Seq ID NO：3所示的氨基酸序列；本发明还公开了上述基因的突变基因及其编码的蛋白质，以及含有上述基因的重组表达载体、宿主细胞，及利用上述基因调控禾本科植物小穗小花数目的方法；本发明还公开了上述基因、蛋白质等在调控禾本科植物小穗小花数目及产量上的应用。本发明利用图位克隆技术分离了一个影响水稻小穗确定性发育的DF1基因并利用转基因互补实验鉴定了该基因的功能，可通过分子设计小穗内的小花数目来提高水稻穗粒数，为培育高产新品种提供新思路和方法。

Description

一种水稻双花小穗基因DF1及其编码的蛋白质与应用

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种水稻双花小穗基因DF1(DOUBLEFLORET 1)及其编码的蛋白质与应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是世界上重要的粮食作物，也是单子叶植物的模式植物。与双子叶模式植物相比，水稻花序具有禾本科独有的结构单元--小穗，深入研究水稻生殖发育过程，不仅有助于理解水稻小穗的形成机制及禾本科植物的分子进化，而且对提高水稻产量和品质都具有非常重要的意义。

在禾本科植物中，小穗由许多苞片状器官和不定数量的小花组成。小穗或者小花是禾本科植物如水稻、玉米、小麦等的一个重要产量构成因素，小穗发育调控机制的研究有助于我们实现对水稻等禾本科重要粮食作物小穗相关性状的分子设计育种。小穗的发育包括两个方面：小穗的特征发育和确定性发育。根据物种是否具有固定的小花数目，小穗可以分为确定性和不确定性两种。水稻小穗是确定性的小穗，由一对副护颖、一对护颖和一个可育的顶生小花组成。迄今为止，多个水稻小穗确定性基因已经被报道。SUPERNUMERARYBRACT(SNB)基因的功能缺失突变体中，小穗产生多个额外的副护颖、护颖或颖壳状器官，部分小穗中会形成额外的小花，暗示SNB调控小穗的确定性发育。水稻MULTI-FLORETSPIKELET1(MFS1)基因突变产生了退化的护颖，额外的外稃和内稃，表明MFS1同时参与了水稻小穗特征和确定性的调控(Ren et al.,2013)。SNB和MFS1基因都属于AP2/ERF结构域基因，系统进化和功能分析表明该类禾本科基因构成一个特异的大分支，可能在小穗确定性调控中有着相似的功能。另外，还有很多其他的非AP2/ERF结构域基因也影响水稻小穗特征和确定性的调控。TONGARI-BOUSHI 1(TOB1)编码一个YABBY结构域蛋白，其突变导致了tob1小穗在护颖和顶生小花之间形成了额外的外稃或者内稃状器官。水稻MADS-box基因OsMADS22的超表达植株中也发现一个小穗内存在多个小花的现象。尽管如此，OsMADS22与TOB1基因的功能缺失引起多花小穗的现象正好相反,暗示水稻OsMADS22可能维持了小穗分生组织不确定性。因此，根据以上的结果，在小穗确定性物种中，维持确定性发育基因的功能缺失导致小穗内小花数目的增加，提供了一种新的可能增加穗粒数的育种途径。遗憾的是，水稻mfs1、snb和tob1突变体小穗除了多花性状外还同时表现许多别的花器官缺陷，无法直接在生产中利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能影响水稻小穗确定性的基因及其蛋白质，通过分子标记辅助选择或转基因等手段设计小穗内的小花数目来提高水稻粮食产量，进而提供新的育种思路和方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种水稻双花小穗基因DF1编码的蛋白质，所述蛋白质具有(A)或(B)所示的序列：

(A)Seq ID NO：3所示的氨基酸序列，该氨基酸序列对应的蛋白质属于脂肪酶。

(B)在(A)所限定的氨基酸序列中添加和/或取代和/或缺失一个或多个氨基酸且具有调控水稻双花小穗功能的由(A)衍生的蛋白质。本领域技术人员根据相同目的能够容易地获得对应序列，以实现相同功能。

本发明还提供了一种编码上述蛋白质的基因，所述基因具有(a)、(b)、(c)或(d)所示的序列：

(a)Seq ID No：1所示的基因组核苷酸序列；其为从水稻小穗多花突变体中克隆的基因DF1，如图9所示。

(b)Seq ID No：2所示的cDNA核苷酸序列；其为Seq ID No：1的编码序列，如图10所示。

(c)在(a)或(b)所示的核苷酸序列中添加和/或取代和/或缺失一个或几个核苷酸而生成的具有调控水稻双花小穗功能的蛋白质的突变基因、等位基因或衍生物。其包含与(a)或(b)所述的核苷酸序列相比具有70％以上同源性，且具有同等功能的核苷酸序列。本领域技术人员根据相同目的能够容易地获得对应序列，以实现相同功能。

(d)与(a)或(b)所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列。本领域技术人员根据相同目的能够容易地鉴定并利用与(a)或(b)所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列，因此，具有调控水稻双花小穗功能并在严格条件下与本发明(a)或(b)所示的核苷酸序列互补序列或其片段杂交的分离序列包括在本发明中。

其中，所述核苷酸序列互补，是指在严格条件下能与其杂交。严格条件是指探针将与其靶序列杂交至可探测程度超过与其它序列杂交(如至少2倍于背景)的条件。严格条件具有序列依赖性，且因环境的不同而不同。通过控制杂交和/或洗涤条件的严格性，可以鉴定与探针100％互补的靶序列(同源探测)。可选择地，可以调控严格条件以允许一些序列错配，使得探测到较低程度的相似性(异源探测)。

本发明还提供了一种水稻双花小穗基因DF1的突变基因，所述突变基因具有(a)或(b)所示的序列：(a)Seq ID No：1的第3477位碱基G转变为T的基因组核苷酸序列；(b)SeqID No：2的第268位碱基G转变为T的cDNA核苷酸序列。

本发明还提供了一种上述突变基因编码的蛋白质，所述蛋白质具有Seq ID NO：3的前89位所示的氨基酸序列。

本发明还提供了含有上述基因的植物表达载体，该载体可以表达有上述核苷酸序列编码的多肽或其同源类似物，优选pCAMBIA1301。

本发明还提供了含有上述基因的宿主细胞，该宿主细胞为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞或植物细胞。

本发明还提供了一种调控禾本科植物小穗小花数目的方法，将上述基因转化禾本科植物细胞，再将转化后的禾本科植物细胞培育成植株。

本发明还提供了一种上述蛋白质、基因、植物表达载体或宿主细胞在调控禾本科植物小穗小花数目及产量上的应用。

本发明还提供了上述突变基因及其编码的蛋白质增加禾本科植物小花数目进而增加穗粒数及提高产量中的应用。

其中，所述禾本科植物优选为水稻。

实现本发明的具体技术步骤如下：

一、突变体df1的分离和遗传分析：

本发明的水稻双花小穗突变体df1来自籼稻品种文香28(Indica)的天然突变体库，其中野生型和df1突变体抽穗期小穗表型详见图1。通过与野生型的正反交实验，证明该突变体受隐性单基因控制。

二、突变体df1与野生型小穗的比较

突变体df1早期单个小穗发育出2朵完整的小花，具有4轮花器官(图2)，能够形成2个完整的谷粒。在抽穗期，突变体df1单个小穗内的每朵小花的内外稃在大小和结构上分别类似于野生型的内外稃(图1和图3)。

突变体df1单个小穗内原生小花所产成的种子在大小和重量上类似于野生型，次级小花所产成的种子在大小和重量上比野生型小(图4)。

三、DF1基因的图位克隆：

1)DF1基因的初步定位：

为了分离DF1基因，本发明首先构建了一个定位群体，由df1与粳稻品种W7杂交组配成F₂定位群体，再通过图位克隆的方法，利用多种分子标记对DF1位点进行初步定位，将其初步定位在第1染色体上，并介于RM11927与M99标记之间(图5)。

2)DF1基因的精细定位：

通过对RM11927与M99两个标记之间的序列进行分析，发展新的多态性标记将DF1基因精确定位在P0035F12的BAC上，介于M1和M92标记之间，大约56kb范围之内(图5)，通过分析此区段开放阅读框(ORF)预测候选基因。

3)DF1基因的鉴定和功能分析：

通过转基因技术，结果表明本发明获得了使df1突变体恢复正常表型的转基因水稻(图7)。证明了本发明正确克隆了DF1基因，氨基酸序列分析表明DF1编码一个脂肪酶(图11)。我们还通过原位杂交手段证实了df1突变体小穗内的确发育出了两个完整的小花(图8)，揭示了DF1参与了单个小穗内小花数目(也就是小穗确定性)的调控。

综上所述，本发明利用小穗多花突变体，通过图位克隆技术首先克隆到了DF1基因，该基因编码一个脂肪酶，影响了小穗的确定性调控。水稻产量主要由有效穗数、穗粒数和千粒重三大因素决定。穗粒数作为其重要的产量性状之一，主要包括花序上枝梗的数目、长度以及其上小穗的着生密度等，然而小穗内小花的数目通常不在考察的范围内，因为正常的物种一个小穗内小花数目是确定的。本发明通过DF1基因的克隆和深入的功能解读，进一步阐明了水稻小穗确定性调控的遗传机制及其作用机理，首次提出了通过分子设计小穗内小花数目的方法来增加穗粒数的育种新观点。因而，本发明对水稻的产量的进一步改良具有重要的意义。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是野生型和df1突变体抽穗期小穗的表型。a-f，野生型小穗；g-l，df1突变体小穗。sl，护颖；le，外稃；pa，内稃；leo，原生小花的外稃；les，次生小花的外稃；po，原生小花的内稃；ps，次生小花的内稃；lo，浆片，st，雄蕊；pi，雌蕊；bop，内稃主体；mrp，内稃边缘。

图2是野生型和df1突变体早期小穗的表型。m-p，野生型小穗早期表型；q-t，df1突变体早期小穗表型。sl，护颖；le，外稃；pa，内稃；leo，原生小花的外稃；les，次生小花的外稃；po，原生小花的内稃；ps，次生小花的内稃，st，雄蕊；pi，雌蕊。

图3是野生型和df1突变体颖壳的表面结构。a-b，野生型小穗颖壳；c-f，df1突变体小穗颖壳。

图4是野生型和df1突变体籽粒的表型；

图5是DF1基因的定位图；

图6是pCAMBIA1301-DF1载体图谱；

图7是功能互补实验转基因水稻的表型。sl，护颖；le，外稃；pa，内稃；leo，原生小花的外稃；les，次生小花的外稃；po，原生小花的内稃；ps，次生小花的内稃。

图8是花器官特征基因的表达模式分析。a-d，OsMADS6基因在野生型小穗中的表达；e-h，OsMADS6基因在df1突变体小穗中的表达；i-l，DL基因在野生型小穗中的表达；DL基因在df1突变体小穗中的表达。sl，护颖；le，外稃；pa，内稃；lo，浆片，st，雄蕊；pi，雌蕊；mrp，内稃边缘；fm，花分生组织。

图9是DF1基因的DNA序列；

图10是DF1基因的编码框序列；

图11是DF1基因编码的氨基酸序列。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应该理解为对本发明的限制。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，实施例中所用的生化试剂、载体、耗材等均为市售购买产品。

实施例1

1、水稻材料

水稻(Oryza sativa L.)突变体df1(doublefloret 1)，原始野生型材料为籼稻品种文香28。df1突变体是来自文香28的天然突变体(图1)。

2、分析和定位群体：

通过df1突变体与文香28的正反交实验，表明该突变体受隐性单基因控制。纯合的df1突变体和粳稻品种W7号进行杂交，F₁代自交，并从F₂群体中挑选出1268株同时具有双花小穗表型的个体作为定位群体。在抽穗期每株取1克左右的叶片，用来提取总DNA。

3、DNA提取

采用水稻微量DNA的快速提取方法从水稻叶片中提取用于基因定位的基因组DNA。取大约0.3g水稻叶片，经液氮速冻，在直径5cm的小研钵中磨成粉状，转移到1.5ml离心管里提取DNA，获得的DNA沉淀溶解于500μl超纯水中。每一个PCR反应用1μl DNA样品。

4、DF1基因的初步定位

从df1突变体与W7号杂交组合的F₂群体1268个隐性个体中随机选取120个隐性个体，组成的小群体进行多态性分析，根据本实验室均匀分布于12条染色体上的引物，按照已知的反应条件进行PCR扩增进行连锁分析。PCR扩增条件如下：PCR反应总体系为10μl：其中100ng/μl水稻基因组DNA 1μl，10×PCR Buffer 1μl,，2mM dNTP1μl，10uM引物2μl，5U/μlrTaq0.05μl，ddH₂O 4.95μl。PCR扩增条件具体为：94℃预变性5分钟；94℃变性30秒，55℃退火30秒，72℃延伸30秒，35个循环，经4％琼脂糖凝胶电泳分离和Gelred核酸染料染色，检测PCR产物的多态性，将DF1基因初步定位在第1号染色体上RM11927与M99标记之间。

5、DF1基因的精细定位

利用df1突变体与W7号组合的F₂群体中剩余的1148株隐性个体，在初定位的基础上继续设计分子标记，最终将DF1基因精确定位在标记M1和M92之间大约56kb的区间内。引物序列如表1所示：

表1DF1基因的定位标记序列

6、基因预测和比较分析：

根据精细定位的结果，在56kb范围内根据Rice Genome Annotation Projecthttp://rice.plantbiology.msu.edu/)的预测，发现在此区间内共有6个候选基因。通过设计测序引物，采用PCR方法分别从df1突变体和野生型品种文香28基因组中扩增候选基因进行测序分析。最终发现df1突变体在Os01g0900400基因组上发生了单碱基的替换(G>T)，导致氨基酸翻译的提前终止(图5)。将这些结果分别重复验证3次，都得到相同结果，证明了其准确性。根据BAC克隆P0035F12序列的基因注释信息(NCBI)，预测此基因编码了一个脂肪酶，该基因与其它物种的家族基因有很高的同源性。该DF1基因具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列，其编码的蛋白质具有SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列。PCR反应体系为：100ng/μl水稻基因组DNA 2μl，GXL Buffer 10μl，2.5mM dNTP 4μl，10μM引物4μl，GXL DNA Polymerase 4μl，ddH₂O 26μl，总体系为50μl。PCR扩增条件具体为：94℃预变性2分钟；98℃变性10秒，60℃退火15秒，68℃延伸70秒，30个循环，经1％的琼脂糖凝胶电泳后切胶回收转入大肠杆菌后挑选阳性单克隆测序。DF1基因测序引物如下：DF1CX-1F:GTCTATGGTCTGCGCGGCT和DF1CX-1R:GTGGTCTGTTAATCTTGATTAGCCG。

实施例2

植物转化：

利用同源重组和PCR技术将HindIII和EcoRI酶切位点分别引入到扩增引物中，扩增引物为：DF1com-1F：ATGTCAACGGCGTTATGACTGAC，DF1com-1R：GAACCGACTTTGGACGGTCAAG，退火温度为60℃。其中前引物含有HindIII酶切位点，后引物含有EcoRI酶切位点。用该引物PCR扩增文香28的DNA，电泳后回收纯化6022-bp的片段，同时也用HindIII和EcoRI双酶切pCAMBIA1301载体，再将回收纯化的片段大小正确的产物连接到酶切后的载体上进行大肠杆菌转化，挑选阳性单克隆测序。获得正确转化载体pCA1301-DF1(图6所示)，通过电击的方法转入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)株系LBA4404中转化水稻df1突变体。我们利用突变体种子诱导的愈伤组织，经过诱导培养基培养3周后，挑选生长旺盛愈伤用作转化的受体。用含有重组质粒载体的LBA4404菌株侵染水稻愈伤，在黑暗和25℃条件下共培养3天后，在含有300mg/LG418的筛选培养基上培养。筛选抗性愈伤在含有250mg/L G418预分化培养基上培养10天左右。将预分化的愈伤转至分化培养基上在光照和25℃条件下培养。二个月左右获得到抗性转基因植株，再将其移植到大田中继续生长。在抽穗期和成熟期对植株进行表型鉴定和观察，发现具有双花表型的小穗恢复正常。通过上述转基因的结果表明本发明获得了使df1突变体恢复正常表型的转基因水稻(如图7所示)。

综上所述，本发明利用df1突变体通过图位克隆技术分离了一个影响水稻小穗确定性发育的DF1基因，并利用转基因互补实验鉴定该基因的功能。现有的突变体小穗除了多花性状还同时表现许多别的花器官缺陷，无法在生产中利用，相比之下，本发明中的df1突变体小穗中发现2朵完整的小花，具有4轮花器官，能够形成2个完整的谷粒。因此，本发明通过深入研究这些基因的作用机制，利用该基因研究水稻小穗中的小花数目的调控，可以通过分子设计小穗内的小花数目来提高水稻穗粒数及水稻粮食产量，为培育高产新品种提供新思路和方法。

以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。有必要指出，本发明不局限于以上实施例，对于本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

序列表

<110> 中国水稻研究所

<120> 一种水稻双花小穗基因DF1及其编码的蛋白质与应用

<160> 3

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 6022

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 1

atgtcaacgg cgttatgact gacggcaacg gcgcaaccac tgcggcgaga tctctccaac 60

cgcacggatg catccaccgt aacagtgttc aacgcagggt caaagggcct ctctcttcat 120

gcatgcccct attttatatt ttcttttctc ctttcgtttt cggattttaa tggctaatgt 180

tatatcttgt caaccctaag ctatagctac ttaagctaca gatagctcga tcagccacaa 240

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tgtgtctgtt tttcgtatga cataaagaaa aggatcggtt cagataattc agacgttaca 360

ggtgatattg tatgtcgtaa ggatatagaa cataaaacac ttggcaaaga gaattttctg 420

attagatgta tatgtagcta cttgcctctt ttctatgatt tgctaatgaa aagaattaat 480

atatttttac gaaaaataaa catcaaataa tccacggcta agatttgctc aagatggatt 540

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caagctctct ctctctttcg cgccctttat atgccgctct cccgcgcgcc ccatgcatca 3120

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gtaggacagg cggcggcggc ggcggcgtgg tgcggtgcag ggcggtggcg gcggcgggtg 3300

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agacggcgga gacggtggcg gggatgtgga gggaggtgca ggggtgcggg gattgggagg 3420

ggatgctgga gccggcgccg cacccggtgc tgagggggga ggtggcgcgg tacggcgagc 3480

tggtgggcgc gtgctacaag gcgttcgacc tggacccggc gtcgcggagg tacctcaact 3540

gcaagtacgg gagggagagg atgctggagg aggtcgggat gggcggcgcc gggtacgagg 3600

tcacccgcta catctacgcg gcggcggacg tcagcgtgcc gaccatggag ccgtcgacga 3660

gcgggcgcgg gcggtggatc gggtacgtcg cggtgtccac cgacgagatg tcgcggcggc 3720

tcgggcggcg cgacgtgctc gtctcgttcc ggggcacggt cacccccgcc gagtggatgg 3780

ccaacctcat gagctcgctg gaggcggcgc ggctcgaccc gtgcgacccg cgccccgacg 3840

tcaaggtgga gtccgggttc ctcagcctct acacctccgc cgacaagacg tgccgcttcg 3900

gcggcgccgg gagctgccgg gagcagctcc tccgcgaggt gtcccgcctc gtcgccgcct 3960

actccggcgg cggcgaggac gtcagcgtca cgctcgccgg ccacagcatg ggcagcgcgc 4020

tggcgctcct ctccgcctac gacctcgccg agctcggcct caaccgcgcc gccccggtca 4080

ccgtcttctc cttcggcggg ccgagggtgg ggaacgcggc gttcaaggcg cgctgcgacg 4140

agctcggcgt caaggcgctc cgcgtcacca acgtacacga cccgatcacc aagctccccg 4200

gcgtcttcct caacgaggcc accgccggcg tgctccgccc gtggcgccac tcctgctaca 4260

cccacgtcgg cgtcgagctc cccctcgact tcttcaaggt cggcgacctc gcctccgtcc 4320

acgacctcgc cacctacatc tccctcctcc gtggcgccga caagaagcag cccgccgccg 4380

ccgccgccga cgccggcggc gtgctcgcca aggtgatgga cttcgtgggt cggcggcgcg 4440

gcggcggcgc attgccgtgg cacgacgcgg cgatgataca gatgggcggc ttggtgcaga 4500

cgctcgggct aatctgacag agtcttaacc caccactgtc aagacggcta atcaagatta 4560

acagaccact aatcctcttc gacattttat tcgagggttt tatggtcgaa tttatttttt 4620

cttctttgat ttgattctgt atagatagat caaccatcat agagatatct caaatcaaac 4680

acacacaaaa aagaaaaaac cccttttttt tttgttctgt ttttttcaca ctgtacatag 4740

agagagatca tgattcatga gcctcaaagc agagcatgta aacacacaca aacaacaaaa 4800

actgatctga atttgtttga ttcattttga aatctcagct tctctttgtc cccgttccag 4860

aacgcccaaa tctgagcagg aaacagttcg atttccgtat gaagcaggtc ccaaatgggc 4920

cttaaacttg atgagttcag ttaagctgcc tgaagtgtga cacaacaaat ttgatgatat 4980

tttgtacgtc actgtatatc tgtttttgct tggaaacaca ccagttggac gatctggcag 5040

cctggcacaa ttcatcaaat tttatcattt tgtttattta tttatttata acgtatgcaa 5100

ggatgccata gatcttcttt tcagttttct ttttcctaga aaaatggcat ccatgcaaca 5160

aagcatctta atcagataag ctaattttca tatggctaag ataatcttgc cactgaatta 5220

agctgtgatt tttccatgac tttttttagt acttgggaac atgcttacca tcgtaagtat 5280

tagtgctggt ttttaaaaat agtatttgta gcgcccgttc cgtcgtagcg cctagcggga 5340

aaactatctc ttaaaaaccc tatttgcgaa atccgtttct ttgcttgttg tctagtgtcc 5400

gtgctatctc agatctcaaa tccctgatct atcgtcaagt tcaatcccga atccaaatcc 5460

ttcccaaatc aaatccctcc gcaaaagtct attttgcctc cctcgggttc gatgggccga 5520

atccctctcg gcccatctcc ccctccctcc ccggctctct ctctctctct ctccccgctc 5580

tgcccgtgag ccgcgccgag ccctcctgcc gttcccgccg atgccgccca aatcgccgcg 5640

ccgcccgttg cttcccgcgc gcgcgtgccg tggtggccga ccgcctggtc gccgccgccg 5700

tcagcctctg ccgcacctgc ccacgcctgc cgtccgtgtc gccgctccgc tccacaccgc 5760

cccgccgtca tcgccgtcgt catcgacccg gcccccgcca ctccgcacgc tagcctccaa 5820

gggacggagg cagagctcct cctccctctg ccgcgtcgcc cccatcccct cctccttttc 5880

ccaaagtggc aaggggcaag tcccctttct tccttccttt tcctttttct tcctccgccg 5940

gcgtcattct cctcctccct gtcgccgatt tggctgctag ccggagcgcc aactcgctgg 6000

cttgaccgtc caaagtcggt tc 6022

<210> 2

<211> 1308

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 2

atgacgctcc cgaggcaatg cgcggcggcg tgtaggacag gcggcggcgg cggcggcgtg 60

gtgcggtgca gggcggtggc ggcggcgggt ggggcggtgg cggtgaggga tgcggtggtg 120

gcgccggtgg cgaggcgagg ggcggcgagg aagacggcgg agacggtggc ggggatgtgg 180

agggaggtgc aggggtgcgg ggattgggag gggatgctgg agccggcgcc gcacccggtg 240

ctgagggggg aggtggcgcg gtacggcgag ctggtgggcg cgtgctacaa ggcgttcgac 300

ctggacccgg cgtcgcggag gtacctcaac tgcaagtacg ggagggagag gatgctggag 360

gaggtcggga tgggcggcgc cgggtacgag gtcacccgct acatctacgc ggcggcggac 420

gtcagcgtgc cgaccatgga gccgtcgacg agcgggcgcg ggcggtggat cgggtacgtc 480

gcggtgtcca ccgacgagat gtcgcggcgg ctcgggcggc gcgacgtgct cgtctcgttc 540

cggggcacgg tcacccccgc cgagtggatg gccaacctca tgagctcgct ggaggcggcg 600

cggctcgacc cgtgcgaccc gcgccccgac gtcaaggtgg agtccgggtt cctcagcctc 660

tacacctccg ccgacaagac gtgccgcttc ggcggcgccg ggagctgccg ggagcagctc 720

ctccgcgagg tgtcccgcct cgtcgccgcc tactccggcg gcggcgagga cgtcagcgtc 780

acgctcgccg gccacagcat gggcagcgcg ctggcgctcc tctccgccta cgacctcgcc 840

gagctcggcc tcaaccgcgc cgccccggtc accgtcttct ccttcggcgg gccgagggtg 900

gggaacgcgg cgttcaaggc gcgctgcgac gagctcggcg tcaaggcgct ccgcgtcacc 960

aacgtacacg acccgatcac caagctcccc ggcgtcttcc tcaacgaggc caccgccggc 1020

gtgctccgcc cgtggcgcca ctcctgctac acccacgtcg gcgtcgagct ccccctcgac 1080

ttcttcaagg tcggcgacct cgcctccgtc cacgacctcg ccacctacat ctccctcctc 1140

cgtggcgccg acaagaagca gcccgccgcc gccgccgccg acgccggcgg cgtgctcgcc 1200

aaggtgatgg acttcgtggg tcggcggcgc ggcggcggcg cattgccgtg gcacgacgcg 1260

gcgatgatac agatgggcgg cttggtgcag acgctcgggc taatctga 1308

<210> 3

<211> 435

<212> PRT

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 3

Met Glu Thr Thr Leu Pro Arg Gln Cys Ala Ala Ala Cys Arg Thr Gly

1 5 10 15

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

20 25 30

Gly Ala Val Ala Val Arg Asp Ala Val Val Ala Pro Val Ala Arg Arg

35 40 45

Gly Ala Ala Arg Lys Thr Ala Glu Thr Val Ala Gly Met Glu Thr Trp

50 55 60

Arg Glu Val Gln Gly Cys Gly Asp Trp Glu Gly Met Glu Thr Leu Glu

65 70 75 80

Pro Ala Pro His Pro Val Leu Arg Gly Glu Val Ala Arg Tyr Gly Glu

85 90 95

Leu Val Gly Ala Cys Tyr Lys Ala Phe Asp Leu Asp Pro Ala Ser Arg

100 105 110

Arg Tyr Leu Asn Cys Lys Tyr Gly Arg Glu Arg Met Glu Thr Leu Glu

115 120 125

Glu Val Gly Met Glu Thr Gly Gly Ala Gly Tyr Glu Val Thr Arg Tyr

130 135 140

Ile Tyr Ala Ala Ala Asp Val Ser Val Pro Thr Met Glu Thr Glu Pro

145 150 155 160

Ser Thr Ser Gly Arg Gly Arg Trp Ile Gly Tyr Val Ala Val Ser Thr

165 170 175

Asp Glu Met Glu Thr Ser Arg Arg Leu Gly Arg Arg Asp Val Leu Val

180 185 190

Ser Phe Arg Gly Thr Val Thr Pro Ala Glu Trp Met Glu Thr Ala Asn

195 200 205

Leu Met Glu Thr Ser Ser Leu Glu Ala Ala Arg Leu Asp Pro Cys Asp

210 215 220

Pro Arg Pro Asp Val Lys Val Glu Ser Gly Phe Leu Ser Leu Tyr Thr

225 230 235 240

Ser Ala Asp Lys Thr Cys Arg Phe Gly Gly Ala Gly Ser Cys Arg Glu

245 250 255

Gln Leu Leu Arg Glu Val Ser Arg Leu Val Ala Ala Tyr Ser Gly Gly

260 265 270

Gly Glu Asp Val Ser Val Thr Leu Ala Gly His Ser Met Glu Thr Gly

275 280 285

Ser Ala Leu Ala Leu Leu Ser Ala Tyr Asp Leu Ala Glu Leu Gly Leu

290 295 300

Asn Arg Ala Ala Pro Val Thr Val Phe Ser Phe Gly Gly Pro Arg Val

305 310 315 320

Gly Asn Ala Ala Phe Lys Ala Arg Cys Asp Glu Leu Gly Val Lys Ala

325 330 335

Leu Arg Val Thr Asn Val His Asp Pro Ile Thr Lys Leu Pro Gly Val

340 345 350

Phe Leu Asn Glu Ala Thr Ala Gly Val Leu Arg Pro Trp Arg His Ser

355 360 365

Cys Tyr Thr His Val Gly Val Glu Leu Pro Leu Asp Phe Phe Lys Val

370 375 380

Gly Asp Leu Ala Ser Val His Asp Leu Ala Thr Tyr Ile Ser Leu Leu

385 390 395 400

Arg Gly Ala Asp Lys Lys Gln Pro Ala Ala Ala Ala Ala Asp Ala Gly

405 410 415

Gly Val Leu Ala Lys Val Met Glu Thr Asp Phe Val Gly Arg Arg Arg

420 425 430

Gly Gly Gly Ala Leu Pro Trp His Asp Ala Ala Met Glu Thr Ile Gln

435 440 445

Met Glu Thr Gly Gly Leu Val Gln Thr Leu Gly Leu Ile

450 455 460

Claims (10)

1.一种水稻双花小穗基因DF1编码的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质具有(A)或(B)所示的序列：

(A)Seq ID NO：3所示的氨基酸序列；

(B)在(A)所限定的氨基酸序列中添加和/或取代和/或缺失一个或多个氨基酸且具有调控水稻双花小穗功能的由(A)衍生的蛋白质。

2.一种编码权利要求1所述蛋白质的基因，其特征在于，所述基因具有(a)、(b)、(c)或(d)所示的序列：

(a)Seq ID No：1所示的基因组核苷酸序列；

(b)Seq ID No：2所示的cDNA核苷酸序列；

(c)在(a)或(b)所示的核苷酸序列中添加和/或取代和/或缺失一个或几个核苷酸而生成的具有调控水稻双花小穗功能的蛋白质的突变基因、等位基因或衍生物。

(d)与(a)或(b)所示的核苷酸序列互补的核苷酸序列。

3.一种水稻双花小穗基因DF1的突变基因，其特征在于，所述突变基因具有(a)或(b)所示的序列：

(a)Seq ID No：1的第3477位碱基G转变为T的基因组核苷酸序列；

(b)Seq ID No：2的第268位碱基G转变为T的cDNA核苷酸序列。

4.权利要求3所述基因编码的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质具有Seq ID NO：3的前89位所示的氨基酸序列。

5.含有权利要求2或3所述基因的植物表达载体。

6.含有权利要求2或3所述基因的宿主细胞。

7.一种调控禾本科植物小穗小花数目的方法，其特征在于，将权利要求2或3所述的基因转化禾本科植物细胞，再将转化后的禾本科植物细胞培育成植株。

8.一种权利要求1或4所述蛋白质、权利要求2或3所述基因、权利要求5所述植物表达载体或权利要求6所述宿主细胞在调控禾本科植物小穗小花数目及产量上的应用。

9.一种权利要求3所述基因、权利要求4所述蛋白质在增加禾本科植物小花数目进而增加穗粒数及提高产量中的应用。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述禾本科植物为水稻。