CN109721649A - 一种水稻株型调控相关基因、蛋白质与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了ABR2基因(Seq ID No：1)、其编码的蛋白质(Seq ID No：2)及上述基因或蛋白质在调控水稻株型(株高和/或分蘖)中的应用。本发明还公开了上述基因的突变基因、突变蛋白、含有上述突变基因的质粒、植物表达载体、宿主细胞及其在调控水稻株型(株高和/或分蘖)中的应用。本发明通过对ABR2基因的功能解读，进一步阐明了水稻分蘖生长和株高形成的遗传机制，为改良水稻植株形态、提高水稻增产潜力打下了基础。

Description

一种水稻株型调控相关基因、蛋白质与应用

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，特别是涉及一种水稻株型调控相关基因、蛋白质与应用。

背景技术

水稻是我国主要的粮食作物之一，也是单子叶植物基础研究的理想模式植物。从水稻植株形态构成要素来看，分蘖、株高等对于水稻理想株型具有重要影响。适宜的株高能使水稻单株获得最大产量的同时保持植株的挺拔，同时在水稻生长后期防止倒伏，水稻绿色革命基因Sd1在水稻产量的突破和提高中起到了决定性的作用。有效分蘖数在决定水稻产量形成中具有决定性作用。理论上，水稻品种在一定生育期内，形成有效分蘖越多，产量越高；但已有研究表明，适量的有效分蘖更有利于水稻高产，使得水稻生长的中后期在“源-流-库”上更加的协调、更有利于水稻产量的形成，而不是形成过多的分蘖甚至无效分蘖。因此，克隆控制水稻株高和分蘖的基因将有助于水稻品种的进一步改良。

发明内容

本发明要解决的技术问题是发现某基因、蛋白与功能(水稻表型)的相关性，并基于此开发该基因、蛋白或突变基因等的相关应用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:

一方面，本发明提供了一种蛋白在调控水稻株型中的应用，所述蛋白如(A)或(B)所示的序列：

(A)Seq ID No：2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/或缺失一个或几个氨基酸且具有相同功能的由(A)衍生的蛋白质；

所述株型为株高和/或分蘖。

另一方面，本发明提供了一种编码所述蛋白的基因在调控水稻株型中的应用，所述株型为株高和/或分蘖。

编码所述蛋白的基因如(a)或(b)所示的序列：

(a)Seq ID No：1所示的基因组核苷酸序列；

(b)在(a)所示的核苷酸序列的中添加和/或取代和/或缺失一个或几个核苷酸而生成的可编码具有调控水稻株型功能的蛋白的突变基因、等位基因或衍生物。

再一方面，基于上述基因及蛋白与水稻表型相关性的发现，本发明开发了其应用：

1、利用所述基因转化水稻细胞，再将转化后的水稻细胞培育成植株，来提高水稻的株高和/或减少水稻的分蘖数目。

2、通过基因敲除来降低水稻的株高和/或增加水稻的分蘖数目。

进一步地，所述基因敲除载体为CRISPR/Cas9载体；所述用于敲除基因的靶标序列的靶点接头引物为：

F:5’-CAGAGGGCATGGTCATCGTTGAA-3’

R:5’-AACTTCAACGATGACCATGCCCT-3’。

另外，本发明在研发试验过程中产生了一种新的水稻株型突变基因，如(a)所示的序列：

(a)Seq ID No：1的第33和34位之间插入A的基因组核苷酸序列；

所述株型为株高和/或分蘖。

基于上述突变基因的发现，本发明可获得含有所述突变基因编码的蛋白、含有所述突变基因的质粒、植物表达载体或宿主细胞。

同时，基于上述突变基因的发现，本发明可利用上述突变基因、蛋白、质粒、植物表达载体或宿主细胞来调控水稻株型，所述株型为株高和/或分蘖。

进一步地，利用所述突变基因转化水稻细胞，再将转化后的水稻细胞培育成植株，来降低水稻的株高和/或增加水稻的分蘖数目。

为了获得本发明的基因、蛋白与功能(或水稻表型)的相关性，本发明的具体研究技术步骤如下：

(1)突变体abr2的分离和遗传分析：

本发明的水稻异常分枝突变体abr2来自粳稻品种日本晴(Oryza sativa L.cvNipponbare)、通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对水稻中的Kinesin12-A基因进行定点突变产生。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，如图1所示。

(2)ABR2基因的克隆与功能鉴定：

1)ABR2基因CRISPR/Cas9载体的构建：

根据CRISPR/Cas9基因编辑技术原理和ABR2基因cDNA序列，通过数据库和工具网站分析，获得了ABR2基因的特异gRNA靶标序列，并将该靶标序列亚克隆到CRISPR/Cas9基因编辑载体VK005中，获得VK005-ABR2基因编辑载体(图2)。然后通过转基因技术将VK005-ABR2质粒转入水稻品种日本晴愈伤组织中，获得转基因后代植株。

2)ABR2的基因型鉴定：

对获得的转基因后代T1代植株进行全生育期表型观察，并对所有T1代植株进行gRNA靶标序列附近的基因组区域进行特异性引物扩增测序，鉴定靶标序列及其附近突变情况。通过基因型对比表型分析，我们获得了abr2突变体中ABR2的基因型(图3)。

3)ABR2基因功能分析：

通过转基因技术，结果表明本发明获得了使突变体abr2恢复正常表型的转基因水稻(图5)，证明了本发明正确克隆了ABR2基因。

综上所述，本发明利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对水稻基因组中的Kinesin12-A基因进行定点突变产生水稻异常分枝abr2突变体，通过遗传分析、基因型鉴定及转基因功能互补首次在水稻中克隆到了ABR2基因，该基因编码一个马达驱动蛋白功能域包含蛋白，调控水稻上位节分蘖芽的伸长生长和株高的发育，从而影响水稻植株的形态特征；通过对ABR2基因的功能解读，进一步阐明了水稻分蘖生长和株高形成的遗传机制，为改良水稻植株形态、提高水稻增产潜力打下了基础。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是水稻异常分枝材料abr2与野生型材料的植株表型(A)及茎分枝表型(B)；白色箭头指示伸长或未伸长的分蘖芽，Bar＝5cm。

图2是VK005-ABR2载体图谱。

图3是水稻异常分枝突变体abr2中ABR2基因型鉴定。

图4是pCambia2300-ABR2载体图谱。

图5是转基因互补T₁代水稻植株与茎秆表型。

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.水稻abr2突变体的分离

(1)水稻VK005-ABR2植物表达载体的构建：

根据CRISPR/Cas9基因编辑技术原理和ABR2基因cDNA特异序列，通过数据库和工具网站分析，获得了ABR2基因的特异gRNA靶标序列，并设计引物将该靶标序列亚克隆到CRISPR/Cas9基因编辑载体VK005中，获得VK005-ABR2基因编辑载体(图2)。gRNA靶标序列引物如下：

ABR2-CRISPR-1Sense:5’-CAGAGGGCATGGTCATCGTTGAA-3’

ABR2-CRISPR-1Anti:5’-AACTTCAACGATGACCATGCCCT-3’

(2)将水稻VK005-ABR2植物表达载体转化水稻

采用农杆菌介导的水稻成熟胚愈伤浸染转化方法，将植物表达载体VK005-ABR2转入水稻成熟胚中，转化方法如下：①水稻成熟胚愈伤组织的诱导：将成熟的野生型日本晴种子去壳，然后用70-75％酒精表面消毒1min,然后用30％NaClO溶液浸泡15min,并重复2次，然后用灭菌水清洗4-5次。然后将种子置于诱导培养基上培养，26-28度避光培养诱导愈伤组织用于转化。②水稻愈伤组织与农杆菌的共培养：将实施3中鉴定含有VK005-ABR2表达载体的EHA105菌株进行活化、富集、重悬，调整OD600＝0.4-0.6。将愈伤组织收集于50ml无菌离心管中，倒入重悬好的农杆菌悬浮液，浸染愈伤。浸泡15-30min后，倒掉悬浮液，将浸染过的愈伤置于无菌滤纸上吸干多余的农杆菌菌液。然后将愈伤置于铺有无菌滤纸的培养皿中，26度避光培养2-3天。③抗性愈伤的筛选：共培养完成后，将愈伤转移至含有50mg/ml的潮霉素的筛选培养基中，26-28度条件下抗性筛选。④抗性愈伤的分化：将筛选培养基中生长状态良好的愈伤置于分化培养基中，置于16小时光照/8小时黑暗、环境温度在26-28度之间的条件下，分化培养，直至分化长出小苗。⑤分化小苗的生根：待分化小苗月2-5cm左右时，将小苗转移到生根培养基中，进行生根培养。长出根系的小苗移栽于温室或转基因圃中进行生长。对获得的转基因后代T₁代植株进行全生育期表型观察，对具有图1中突变表型的单株进行单株收种，经过多代种植后表型稳定的株系用于后代基因型鉴定。

实施例2.水稻abr2突变体遗传分析与基因型鉴定

(1)水稻abr2突变体中ABR2基因型的鉴定：

对表型稳定的转基因后代突变体株系植株进行全生育期表型观察并记录，同时对植株进行gRNA靶标序列附近的基因组区域进行特异性引物扩增测序，鉴定靶标序列及其附近区域突变情况。采用PCR方法分别从突变体株系植株和野生型品种日本晴基因组中扩增gRNA靶标序列附近的基因组区域进行测序分析，PCR扩增采用如下程序：94℃预变性3分钟；98℃变性30秒，55℃退火30秒，68℃延伸45秒，38个循环；最后68℃再延伸5分钟。PCR产物经5％琼脂糖凝胶电泳分离和溴化乙啶染色，切割目的条带胶块送Qingke公司测序。引物序列如下：

ABR2-S1F:5’-CTTGACGTCGAGCTTGAATTACG-3’

ABR2-S1R:5’-AGGACAACCGTTGACTTGGAGA-3’

通过测序结果分析，我们获得了abr2突变体中ABR2的基因型如图3所示：其在ABR2基因第一个外显子33和34之间(即Seq ID No：1的33和34之间)发生了A碱基的插入，并导致了ABR2编码氨基酸的提前终止。将上述测序过程重复验证两次，均得出相同的结果。

(2)遗传分离群体的构建及遗传分析：

对获得的纯合abr2突变体和野生型日本晴进行回交，获得F₁杂交种子；F₁杂交植株表型表现出与日本晴完全一致的表型，说明abr2突变体是由隐性基因控制的。F₁代植株自交结实后，得到F₂代分离群体；从F₂代分离群体中考察abr2突变体的表型与野生型表型的数目，并进行卡方检验，结果显示野生型表型植株数量与abr2突变体表型植株数量符合3:1分离比，表明abr2突变体是由单基因控制的突变体。综合上述可知，abr2突变体是由隐性单基因控制的。

实施例3.pCambia2300-ABR2植物表达载体构建

根据NCBI中提供的水稻品种日本晴(Oryza sativaL cv.Nipponbare)全基因组序列，设计扩增ABR2基因全长序列的特异性扩增引物，并根据选用的pCambia2300表达载体及ABR2基因全长序列的特征，在特异性引物两端添加特异性酶切位点(图4)。具体设计的引物为：正向引物(P1F)5’端添加KpnI酶切位点(GGTACC)，反向引物(P1R)5’端添加BamHI酶切位点(GGATCC)，引物序列如下：

ABR2-C1F正向引物：5’-GGTACCAGTGAGCCCACTCTCTTTTTC-3’

ABR2-C1R反向引物：5’-GGATCCAGTCCTCAGATGGTTTAAATG-3’

然后以日本晴基因组DNA为模板，利用上面设计的引物(P1F和P1R)扩增ABR2候选基因全长序列共计11375bp：包括ABR2基因组DNA全长及其上下游序列。采用如下扩增程序：94℃预变性4分钟；98℃变性30秒，55℃退火30秒，68℃延伸12分钟，40个循环；最后68℃再延伸10分钟。回收PCR扩增的目的片段，将其连接ZERO BLUNT TOPO载体到(Invitrogen)，转化大肠杆菌DH5a感受态细胞，然后经过菌落PCR鉴定筛选阳性克隆，并将阳性克隆送Tsingke公司测序。将经过测序鉴定的阳性克隆进行质粒提取，提取的质粒用KpnI和BamHI双酶切，并回收ABR2互补片段。同时利用KpnI和BamHI对pCambia2300进行双酶切线性化，并回收pCambia2300骨架，将酶切后回收的ABR2互补片段与酶切后回收的pCambia2300骨架用T4连接酶(购于NEB公司)进行连接，得到ABR2互补表达载体pCambia2300-ABR2(图4)，采用电击转化法将pCambia2300-ABR2表达载体转入根瘤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHA105中。

实施例4.将pCambia2300-ABR2植物表达载体转化水稻

采用农杆菌介导的水稻成熟胚愈伤浸染转化方法，将重组表达载体pCambia2300-ABR2转入水稻成熟胚中，转化方法如下：(1)水稻成熟胚愈伤组织的诱导：将成熟的abr2突变体种子去壳，然后用70-75％酒精表面消毒1-2min,然后用30％NaClO溶液浸泡15min,并重复2次，然后用灭菌水清洗4-5次。然后将种子置于诱导培养基上培养，26-28度避光培养诱导愈伤组织用于转化。(2)水稻愈伤组织与农杆菌的共培养：将实施3中鉴定含有pCambia2300-ABR2表达载体的EHA105菌株进行活化、富集、重悬，调整OD600＝0.5-0.6。将愈伤组织收集于50ml无菌离心管中，倒入重悬好的农杆菌悬浮液，浸染愈伤。浸泡15-30min后，倒掉悬浮液，将浸染过的愈伤置于无菌滤纸上吸干多余的农杆菌菌液。然后将愈伤置于铺有无菌滤纸的培养皿中，26度避光培养2-3天。(3)抗性愈伤的筛选：共培养完成后，将愈伤转移至含有50-100mg/ml的G418抗生素的筛选培养基中，26-28度条件下抗性筛选。(4)抗性愈伤的分化：将筛选培养基中生长状态良好的愈伤置于分化培养基中，置于16小时光照/8小时黑暗、环境温度在26-28度之间的条件下，分化培养，直至分化长出小苗。(5)分化小苗的生根：待分化小苗月2-5cm左右时，将小苗转移到生根培养基中，进行生根培养。长出根系的小苗移栽于温室或转基因圃中进行生长。对植株进行鉴定和全生育期的观察发现，与同时期的突变体比较，转基因互补T₁代植株株高和分蘖状态均恢复到正常状态(图5)。

基于上述研究，本发明发现了Seq ID No：1的基因、Seq ID No：2的蛋白具有调控水稻株型(分蘖、株高)的作用，基此，本发明进一步开发了上述基因、蛋白在调控水稻株型(分蘖、株高)中的应用，并对应给出了可选择转基因或基因敲除的手段来满足不同的调控需求，同时，基于研究中获得的突变基因，进一步开发了上述突变基因及其相关突变蛋白、质粒、植物表达载体、宿主细胞等在调控水稻株型(分蘖、株高)中的应用，本发明为改良水稻的植株形态、提高水稻增产潜力打下了基础。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

序列表

<110> 中国水稻研究所

<120> 一种水稻株型调控相关基因、蛋白质与应用

<160> 8

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 8497

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 1

atgagcacaa cgttgaggag ggcatggtca tcgttgaatg gcaacgacgg cgtgctgccc 60

tacttcctcg caacactaaa tgaggtctgc gggaactggt gacgggttct tctacgaagc 120

aaaggcaatt aggtagtggt tgcacagcgg gcacggaatg tcaccgatga acaacctgaa 180

gctccccctc cctcccggag ctcgcccaac cgtcccctct gtgaaaaaca agtggctcat 240

tggcaactgc ccttctcctc gctgcttgtt gccatcttgt tagctgttat ccttttgccc 300

accactaatc gccctcccgt cattgctcag aggcctggtg acggacaggg aagatagggg 360

agagatgaca aagaatgtcg cctatcgccc ttctagttca cggtcaccgt ctttctctaa 420

gtgcggaggg catccttcac cccaccgctt gccgtcctcc caccggtcgc cgcctctgct 480

gtaggccgcc tgtctccaag tcaacggttg tccttctacc cgtcgctcgc cgacatctca 540

tcggccacca ccccccgttg gccgcctctc tccctattgg ctgcccccct ttctccccgt 600

tgctcgctgc cctcatgtca gccgccgccg cttgaaggct tggtgataat ctaagagatg 660

aggggagaga ggttatatgg ggagagagga ggaagagttc attgctgata tgtggggcct 720

actcgctagc aaaaagaacg atcactatac tatcctggat tcttgggtac accggttttg 780

taagttaagt aacacaacat attattagta ttacagttga atgatgtaat tcatactcga 840

cgttaaacag gagggggctg aagtgaactt attcctttct actatgcctc gaacggtcaa 900

accacaacgc aagctgggcc gcgcgggcct caaactgtag acgagtacaa acctgtagag 960

cccatagccc atgtcacgcg ggacccacac gtgtccctcg ggcccaccag ctgggtgact 1020

acccccagtt gaccacccat ccggccccac ccaacagcga cacagacgca ccgcccaagg 1080

ccagatccca tccatcccga ttccaaaaat tgaaaattcc ccaccccttc ccttctcaca 1140

ttcgaaaaat ttcaaattct ccctctctct ctctctctct ctctctctgc aacgtctctc 1200

tctcgctggg ccatgaggtc tctcttctcc aagcacggcc gccacccggc cacgccgccg 1260

ccgccctcgc tctccggcgg cggcggcggg acacgccccc gtcgcggcgc cgcgtcccca 1320

aggagaacgt cgacccgggg tcgtcccccg cggggcactc ccccttccgc tccccgacct 1380

cctccgccaa gccgctcggg aaccgcaacc ggggcctcct ccccccgcgg cccccctcct 1440

cgaacccgct caagcggaag ctcgacgtct cccccgccgc cgccgccgac tccagcggcg 1500

gtgccgctgc tgctgccgcc gctgctggcg gcggatgccc cgcgcccgac tccggagtcc 1560

aggtgtgtgg ctagggtttt ttgtttccgg cttcgtgcgg tggttgggcg ctggatctgg 1620

cttgaccaat gtgggggggt tggtgttgca ggtggtggtg aggatacggc cgccgtgccg 1680

ggtggaggag gaggaggacg cgcgggcgcc ggacttgtgc gttcgcaaga cggcgaccaa 1740

ctcggtcgcg atccaggggc aggacttcac gttcgacgcg gtcgccgacg aggtgtccac 1800

gcaggtgagt gagattggtg taaatttggg ggtaatttct gttttgatgt gcttgtaaag 1860

gttgtggatt agctaaaatt taggggactt tcagtgtatt gagcgcatta gcggttaaac 1920

gttaacttag attccccaca ccctaagtgc ttatgtgtga gttgatacca gagtggtggt 1980

tttatgtaac atgtatgctg taattccatc cattttgtga ttttagcatc cttaagatct 2040

ggtacattta tgttcagtgc taaggttcct gcgttagaac tgtaatcttt tggggggttg 2100

tgattcagat ttattgaatt caatgttatg tgtactattg ttttattttc tgcaccctta 2160

tgatatagta catttatgtt cggggctaag gttactgcgt tagaattgta actgttctgg 2220

gggtgggtgt ttaagtttgt tgagttcaac attatgtcta tgtttgctat tggttgatca 2280

taccatgata gttatctgcg tactctatat aatttgacta acttttgtta gttctactgt 2340

gtaattctgg tggctaatgg cttgattgaa tatttgttgg cacttttata ggaggatatc 2400

ttcaagcttg tcgggctgcc acttgttgaa aattgcttat ctgggttcaa cagctcaata 2460

tttgcctatg gccaggtgat tattacctta aaccaaacat ttaactctta tagctggtca 2520

tcagaaacat attgacttat gctcaccctc ttttcatctg atcatcttga aaagactggc 2580

agtgggaaaa cctacacaat gtggggccct ttgtcagcac tgtcagaaga ctcaacgtgc 2640

agcgagaggg ggctgacgcc ccgtgtcttt gagcagttgt tctctcgtat caaagaagta 2700

atctcatgaa ctttttctaa gctgcctatt ctgttgtgag ttttttatga gttgaagttg 2760

actcttgctg ttctatttgc aggaacaagg aaagcatgaa gacaaagagc taacttacca 2820

ttgcgtttgt tcttttctcg aggcaattgc tattcttaga acctaaggca tattttcatg 2880

ttctgttttc tatagaaaat gtaattcttc ctggttgtaa tttgcagatt tacaatgagc 2940

agattactga tttgctagac ccatcaccta aaagtcttca ggtgaagtta aattacaaaa 3000

tttagtagca tagcttttca ggtgatttac caatatgacc tgttgaattg cagattagag 3060

aggatgttag aactgcttgt gtctatgttg aatcattgac aaaggagtta gttttcacta 3120

caaaggatgt aacgcaactg ttggtgaagg tacatgcacg tcaatgttgt cgtctaaaga 3180

tttgctgata tgtttctcat atgtttgtgc tgttgaatat tgatcctaat ttctaataga 3240

gttaaatttg tcacttgtcg ctgtcagacg tgcctattct gagctaaaat aattcactgt 3300

tatgattatt ctgagctaaa atactttgcc ttttatttat gtgtaagatt tcgtcttgtt 3360

taatgtctta tctggcttat aacgtgtcct tgtcaattct gcgggcagtg gagtgtttac 3420

tttacctgag ttcttgtttt cttccaagac agtgtagcat ctagaaataa caatgatgca 3480

gcatttgcaa caagatgatt tttatgagac aaagattagc agatgctgca tagttgttgt 3540

aaaaaattaa tgatgagctg catgcttatt tcttcctaat tgttatttcc agtacctgcc 3600

catacacata gagcatattc tttcctcttc tatttaggaa ctttgattaa ttcatatgtt 3660

gcagggcctc tcaaatcgga ggaccggggc aacaagcgca aatgcagaca gctcacgctc 3720

acattgcgtt tttacatgtg tcatcaagtc tgaatcaaag gtagttctat taatcatact 3780

atcatgtact ttcaactttt atttggtcat gtccttttcc tagcgattgt gatgctgtat 3840

cttatcctgt ttatgtgagc tgataattgt tccgagtggg ttttccactt cacctgtctg 3900

catcttattt atagtttatt tcattctgct gaagcatacg ccaaatgcca aatgtagatg 3960

cttgtgtgat ccctgatagc ttgaagcctt gaaggcacat ttggatagtt taggcatata 4020

actcttcttc tcccagcatc acattctgtt tctttgagta tgataaaatt gtcatggaac 4080

acaatattct gtttatggca cttgtttgac tgtgtttgca ctatgcaata tgcaaatttc 4140

aatattgtag ctgcacatgt tcaactttga tacggactgt caacttctag aagaagagct 4200

tccgttgctt atataaatag gatgtttctc ttttgcattc ttttcttcgc cgttgtcttc 4260

tgtagtcatc catattttgt tgtgatcgta ttatcccatg attttcgttg catggataaa 4320

atgataatgg gccaaccggt tgcattattc aatccaaata atagtaaaca tgttctctta 4380

aactgttgct agttctactt ttgaatttct ttgttcttta atgccttgtt attgttctat 4440

agaatctgga ggatggctca aacagcacaa gaacaagccg gatcaactta gtagatctag 4500

ctggatcaga acgacaaaag ttaacccatg catttggtga tcgcctaaaa gaagcaggaa 4560

atataaaccg ctcactttca caacttgggt atggttctgt ttatacataa cactaaagat 4620

aaaggtttat ttaacacata atctgaccat ctttgtcctg atatagtctt tattgattat 4680

ctcatagact gttatgctta aggtcagtat ttaagtaaat gggttgtagt ttgtcatgca 4740

tgcatggaag ttatgttttg tgaagtctac tttcattatc atctttttgt tactgatata 4800

aagctacagt tctgttcttg ctcacaacat atcagatttg tttttcatct gattgctagt 4860

ttattatata catgtctatt gttttgggca caaaccgata accgatatta gttatataaa 4920

tgatatatct attgtgcaga gagttttttt atttgattgc tagtttataa agcattaact 4980

gagtgggtaa tggggttaat catggaaaga aacaccgtgt tatcaagacg aaatgtttag 5040

cacagaatga ataaaaatat acatttattt caaaatgtag tgtgctttag tttgattagt 5100

caaaatgtgg tgagatggag aatcttattt ttatgctttt ggccactgca gaaatttgat 5160

caacatattg gcagaaatat cacagtctgg aaaacaaagg catgttccat atcgagattc 5220

aaagctgaca tttctattgc aagaatcact gggtggcaat gccaaacttg caatgatttg 5280

tgctgtttcg ccttctcaaa ggtactacca agtagaacca aaagccactt ttctcttctt 5340

tttaaatatt tgtcctgact cctgactgta ttttcaatat tgtaatgcag ctgtaagagt 5400

gaaacattaa gcactcttag atttgctcaa cgtgcaaaat ctataaaaaa caatgctgtt 5460

gtcaatgaac aaaaggaaga agatgtcaac atgctgcgtg agcaaatcag gcagttaaag 5520

gtataatcgc gttcttgttg ttgactttgt tgtctccgta atgttttgtt gttctgactc 5580

aagttgtcca ctaatgtctt attttctgta tgctatgact acattgcagg atgaacttca 5640

tcgaatgaag tctggaggtt cagatggaag caacggcagt ttttccactg gatggaatgc 5700

taggcgtagt ctgcatctac tcaaaatgag tttgagtcgt cctacaacat tccaaactat 5760

ccatgaagat agtggtgatg tggaaatgga aatcgatgag aatgatgttg agaagcccta 5820

taatcaagac aatatggtaa tatctcctcc tggagataaa gaatgtaaag aattacaggc 5880

ttcattgaaa attaatggtg gcacttccct tgatgttttt gatggggaga atctcatgcc 5940

aacaaaaagg tcatgctctg atgacagata taagttaaat cttgctgcca gtatacagag 6000

agggcttcaa gtcatagaaa atcatcaaaa caatggagct tggaggagag catcagttgg 6060

gttcaatgct agaattgtgg atgttcagcc ttgcaaggtt gatgtagcga tccaaactga 6120

gccagaagaa tctgaagcaa gagacaaccc tttggctcta atttcttctc atgtacttgg 6180

gacttctgct accgtgagca atgatcccaa tgcatgcagg gatctgcaat tagtacaata 6240

tgatgcagga ataacacgtg atgaaccaaa acagcaacaa attctgaaag taagtttaaa 6300

caaaagatat ttatatgcat tttttatgcc agcttattaa agttacaata tcagcattta 6360

caaataatat ttgtctgtat aggctgtgga gaaggtcttg gctggagcaa tcaggcgaga 6420

gatggcacgt gatgaacagt gtgtaaagca agctgctgaa atccaacagc taaatcgttt 6480

ggtaggtgcc ttaactctat tctttaacaa ttaactatgt gttttctctg ttctgctgtc 6540

ttagtcatcc tgcttgcagg tacaacaata caagcacgaa cgcgagtgca atgcagttat 6600

cgcccaaaca cgagaaggca aaattgctag gctcgaaagt ctgatggatg gaactttacc 6660

aacagaagaa tttatcaatg aggagtatct atctcttatg aatgagcaca aggttacctt 6720

tcaccgaact tcccatccat ttcatttcct acatgtgtac cacaacttat attttggagt 6780

cataactttc ttattggcta atttccttaa actgatgcaa acagatactc caacagaaat 6840

atgaaaacca tcctgaactt ctacgtgctg aaatcgagct aaagagactt caggaggaac 6900

tggagctgtg ccggaattac attgatgaga aggaagttct acaagaagag atacaggatc 6960

taaaaagtca tttgcatttt atgctttcat catcagcatc gattcgcagg ctctggcctc 7020

cagtgcaatt gtctcacggc gttggtcctt cacctgtaac aaatgatgct gatggtgata 7080

ataatgctgt tgacacacca gattgggctg aagctgagag taaatgggta actctcacag 7140

aagaacttag agttgaactt gaagcaaata aatctcttgt aggaaggctg cggtcagaat 7200

tggagtctga aaagaagtgc tcagaggaag taaaggaggc attacaaaca gcaatgcaag 7260

gacatgctag aatcttggaa cagtatgctg aacttgagga gagacacatt ggtttgctcg 7320

caatgcatag gaagatccgt gagggtgttg aagatgtgaa ggcgagagct gcaaaagctg 7380

gtgtcaaggg agctgaattg cggttcatca attcccttgc tgccgaaatg gcagttctga 7440

gagcggaaaa caaaggcctt caggaccagc taggggatac tgctgaagct gttcaagcag 7500

ctggtgaatt acttgtacga ttgaaagagg ctgaggaagc agaagcactt gcccaggtat 7560

gaatttccaa tgctcaaatg catctgtatt ccaacatatt tgtcagtatg ctgcttgcaa 7620

tgcgcttgat atagataatt gacgtattac ggcacaacta taaattttag atgacaccta 7680

actttaggaa gaaaatgcag attgacagtg ccgtatcgca gttcatgcgt gcttttacca 7740

gcctaccttg ttgattgttc catattttcc ctgtatttcc atatgtgcta gttaccattt 7800

ctcccaagtt atgcttacag ttgtatttat ttgttgcaga ggcgagcatt gttggcagag 7860

caggagacgg agaaagcgta ccaggagatt gataacttga aaaagaacta cgaccaggaa 7920

atcgttgccc taaaccagcg cctctcggaa tcatctcatc atcaagaaac tactctggcc 7980

attgaagctt gcgacatgga gactacaaag tatgatacgg ctgggagccc cggtgaccag 8040

caatggcggg aggagttcaa ccagcagggc gggtcgtttg aggtctccaa gagcactgat 8100

ctcaactcgt ggttttccgg gtacgacaaa tgtaacatct gatgatgatt tgcacacttt 8160

tgttcagttc tttgtacctt tgtattgcta gcattgcatg ttgtaccacc agctggtgag 8220

cacaagagag gaagaagaga gttaatcctg aagatgtgtg tactacctct tcactgtctt 8280

gtgaggaggg cgcggcaaga ttcttcggat tctccccccc aaaaaaagag gttgtattga 8340

tctgtcttgt aaattcagat ggacacttta catatgacaa gagcaacaac gatgttcatg 8400

ttcatgtgat ttatcatgac tctacaattt gtcagtaagt tgcaaagatg ttcatgtcaa 8460

caggtacttc atctcacaat gtttggtcct tacataa 8497

<210> 2

<211> 1094

<212> PRT

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 2

Met Ser Thr Thr Leu Arg Arg Ala Trp Ser Ser Leu Asn Gly Asn Asp

1 5 10 15

Gly Val Leu Pro Tyr Phe Leu Ala Thr Leu Asn Glu Val Ser Leu Leu

20 25 30

Gln Ala Arg Pro Pro Pro Gly His Ala Ala Ala Ala Leu Ala Leu Arg

35 40 45

Arg Arg Arg Arg Asp Thr Pro Pro Ser Arg Arg Arg Val Pro Lys Glu

50 55 60

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

65 70 75 80

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

85 90 95

Pro Pro Arg Pro Pro Ser Ser Asn Pro Leu Lys Arg Lys Leu Asp Val

100 105 110

Ser Pro Ala Ala Ala Ala Asp Ser Ser Gly Gly Ala Ala Ala Ala Ala

115 120 125

Ala Ala Ala Gly Gly Gly Cys Pro Ala Pro Asp Ser Gly Val Gln Val

130 135 140

Val Val Arg Ile Arg Pro Pro Cys Arg Val Glu Glu Glu Glu Asp Ala

145 150 155 160

Arg Ala Pro Asp Leu Cys Val Arg Lys Thr Ala Thr Asn Ser Val Ala

165 170 175

Ile Gln Gly Gln Asp Phe Thr Phe Asp Ala Val Ala Asp Glu Val Ser

180 185 190

Thr Gln Glu Asp Ile Phe Lys Leu Val Gly Leu Pro Leu Val Glu Asn

195 200 205

Cys Leu Ser Gly Phe Asn Ser Ser Ile Phe Ala Tyr Gly Gln Ile Tyr

210 215 220

Asn Glu Gln Ile Thr Asp Leu Leu Asp Pro Ser Pro Lys Ser Leu Gln

225 230 235 240

Ile Arg Glu Asp Val Arg Thr Ala Cys Val Tyr Val Glu Ser Leu Thr

245 250 255

Lys Glu Leu Val Phe Thr Thr Lys Asp Val Thr Gln Leu Leu Val Lys

260 265 270

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

275 280 285

Ser Arg Ser His Cys Val Phe Thr Cys Val Ile Lys Ser Glu Ser Lys

290 295 300

Asn Leu Glu Asp Gly Ser Asn Ser Thr Arg Thr Ser Arg Ile Asn Leu

305 310 315 320

Val Asp Leu Ala Gly Ser Glu Arg Gln Lys Leu Thr His Ala Phe Gly

325 330 335

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

340 345 350

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

355 360 365

Arg His Val Pro Tyr Arg Asp Ser Lys Leu Thr Phe Leu Leu Gln Glu

370 375 380

Ser Leu Gly Gly Asn Ala Lys Leu Ala Met Ile Cys Ala Val Ser Pro

385 390 395 400

Ser Gln Ser Cys Lys Ser Glu Thr Leu Ser Thr Leu Arg Phe Ala Gln

405 410 415

Arg Ala Lys Ser Ile Lys Asn Asn Ala Val Val Asn Glu Gln Lys Glu

420 425 430

Glu Asp Val Asn Met Leu Arg Glu Gln Ile Arg Gln Leu Lys Asp Glu

435 440 445

Leu His Arg Met Lys Ser Gly Gly Ser Asp Gly Ser Asn Gly Ser Phe

450 455 460

Ser Thr Gly Trp Asn Ala Arg Arg Ser Leu His Leu Leu Lys Met Ser

465 470 475 480

Leu Ser Arg Pro Thr Thr Phe Gln Thr Ile His Glu Asp Ser Gly Asp

485 490 495

Val Glu Met Glu Ile Asp Glu Asn Asp Val Glu Lys Pro Tyr Asn Gln

500 505 510

Asp Asn Met Val Ile Ser Pro Pro Gly Asp Lys Glu Cys Lys Glu Leu

515 520 525

Gln Ala Ser Leu Lys Ile Asn Gly Gly Thr Ser Leu Asp Val Phe Asp

530 535 540

Gly Glu Asn Leu Met Pro Thr Lys Arg Ser Cys Ser Asp Asp Arg Tyr

545 550 555 560

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

565 570 575

Asn His Gln Asn Asn Gly Ala Trp Arg Arg Ala Ser Val Gly Phe Asn

580 585 590

Ala Arg Ile Val Asp Val Gln Pro Cys Lys Val Asp Val Ala Ile Gln

595 600 605

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

610 615 620

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

625 630 635 640

Ala Cys Arg Asp Leu Gln Leu Val Gln Tyr Asp Ala Gly Ile Thr Arg

645 650 655

Asp Glu Pro Lys Gln Gln Gln Ile Leu Lys Ala Val Glu Lys Val Leu

660 665 670

Ala Gly Ala Ile Arg Arg Glu Met Ala Arg Asp Glu Gln Cys Val Lys

675 680 685

Gln Ala Ala Glu Ile Gln Gln Leu Asn Arg Leu Val Gln Gln Tyr Lys

690 695 700

His Glu Arg Glu Cys Asn Ala Val Ile Ala Gln Thr Arg Glu Gly Lys

705 710 715 720

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

725 730 735

Phe Ile Asn Glu Glu Tyr Leu Ser Leu Met Asn Glu His Lys Ile Leu

740 745 750

Gln Gln Lys Tyr Glu Asn His Pro Glu Leu Leu Arg Ala Glu Ile Glu

755 760 765

Leu Lys Arg Leu Gln Glu Glu Leu Glu Leu Cys Arg Asn Tyr Ile Asp

770 775 780

Glu Lys Glu Val Leu Gln Glu Glu Ile Gln Asp Leu Lys Ser His Leu

785 790 795 800

His Phe Met Leu Ser Ser Ser Ala Ser Ile Arg Arg Leu Trp Pro Pro

805 810 815

Val Gln Leu Ser His Gly Val Gly Pro Ser Pro Val Thr Asn Asp Ala

820 825 830

Asp Gly Asp Asn Asn Ala Val Asp Thr Pro Asp Trp Ala Glu Ala Glu

835 840 845

Ser Lys Trp Val Thr Leu Thr Glu Glu Leu Arg Val Glu Leu Glu Ala

850 855 860

Asn Lys Ser Leu Val Gly Arg Leu Arg Ser Glu Leu Glu Ser Glu Lys

865 870 875 880

Lys Cys Ser Glu Glu Val Lys Glu Ala Leu Gln Thr Ala Met Gln Gly

885 890 895

His Ala Arg Ile Leu Glu Gln Tyr Ala Glu Leu Glu Glu Arg His Ile

900 905 910

Gly Leu Leu Ala Met His Arg Lys Ile Arg Glu Gly Val Glu Asp Val

915 920 925

Lys Ala Arg Ala Ala Lys Ala Gly Val Lys Gly Ala Glu Leu Arg Phe

930 935 940

Ile Asn Ser Leu Ala Ala Glu Met Ala Val Leu Arg Ala Glu Asn Lys

945 950 955 960

Gly Leu Gln Asp Gln Leu Gly Asp Thr Ala Glu Ala Val Gln Ala Ala

965 970 975

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

980 985 990

Ala Gln Arg Arg Ala Leu Leu Ala Glu Gln Glu Thr Glu Lys Ala Tyr

995 1000 1005

Gln Glu Ile Asp Asn Leu Lys Lys Asn Tyr Asp Gln Glu Ile Val Ala

1010 1015 1020

Leu Asn Gln Arg Leu Ser Glu Ser Ser His His Gln Glu Thr Thr Leu

1025 1030 1035 1040

Ala Ile Glu Ala Cys Asp Met Glu Thr Thr Lys Tyr Asp Thr Ala Gly

1045 1050 1055

Ser Pro Gly Asp Gln Gln Trp Arg Glu Glu Phe Asn Gln Gln Gly Gly

1060 1065 1070

Ser Phe Glu Val Ser Lys Ser Thr Asp Leu Asn Ser Trp Phe Ser Gly

1075 1080 1085

Tyr Asp Lys Cys Asn Ile

1090

<210> 3

<211> 23

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 3

cagagggcat ggtcatcgtt gaa 23

<210> 4

<211> 23

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 4

aacttcaacg atgaccatgc cct 23

<210> 5

<211> 23

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 5

cttgacgtcg agcttgaatt acg 23

<210> 6

<211> 22

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 6

aggacaaccg ttgacttgga ga 22

<210> 7

<211> 27

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 7

ggtaccagtg agcccactct ctttttc 27

<210> 8

<211> 27

<212> DNA

<213> 稻属水稻(Oryza sativa)

<400> 8

ggatccagtc ctcagatggt ttaaatg 27

Claims (10)

1.一种蛋白在调控水稻株型中的应用，其特征在于，所述蛋白如(A)或(B)所示的序列：

(A)Seq ID No：2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/或缺失一个或几个氨基酸且具有相同功能的由(A)衍生的蛋白质；

所述株型为株高和/或分蘖。

2.一种编码权利要求1所述蛋白的基因在调控水稻株型中的应用，其特征在于，所述株型为株高和/或分蘖。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，编码所述蛋白的基因如(a)或(b)所示的序列：

(a)Seq ID No：1所示的基因组核苷酸序列；

(b)在(a)所示的核苷酸序列的中添加和/或取代和/或缺失一个或几个核苷酸而生成的可编码具有调控水稻株型功能的蛋白的突变基因、等位基因或衍生物。

4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于，利用所述基因转化水稻细胞，再将转化后的水稻细胞培育成植株，来提高水稻的株高和/或减少水稻的分蘖数目。

5.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于，通过基因敲除来降低水稻的株高和/或增加水稻的分蘖数目。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述基因敲除载体为CRISPR/Cas9载体；所述用于敲除基因的靶标序列的靶点接头引物为：

F:5’-CAGAGGGCATGGTCATCGTTGAA-3’

R:5’-AACTTCAACGATGACCATGCCCT-3’。

7.一种水稻株型突变基因，其特征在于，如(a)所示的序列：

(a)Seq ID No：1的第33和34位之间插入A的基因组核苷酸序列；

所述株型为株高和/或分蘖。

8.一种权利要求7所述突变基因编码的蛋白、含有权利要求7所述突变基因的质粒、植物表达载体或宿主细胞。

9.一种权利要求7所述突变基因、权利要求8所述蛋白、质粒、植物表达载体或宿主细胞在调控水稻株型中的应用，其特征在于，所述株型为株高和/或分蘖。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，利用所述突变基因转化水稻细胞，再将转化后的水稻细胞培育成植株，来降低水稻的株高和/或增加水稻的分蘖数目。