CN112011567B

CN112011567B - 水稻pal1基因及其编码蛋白与应用

Info

Publication number: CN112011567B
Application number: CN202011115105.3A
Authority: CN
Inventors: 李学勇; 淳雁; 赵金凤; 房静静; 袁守江
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: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2040-10-19
Also published as: US11840698B2; CN112011567A; US20220119833A1

Abstract

本发明涉及基因工程领域，具体涉及水稻PAL1基因及其编码蛋白与应用，所述水稻PAL1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述水稻PAL1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。该基因的突变导致水稻株高降低，穗长降低，同时一级枝梗数、二级枝梗数和穗粒数减少。通过转基因技术发现，PAL1基因可以使突变体穗型恢复至正常表型。本发明发现了具有调控水稻穗长功能的PAL1基因及其编码蛋白，而水稻穗型是影响水稻产量的重要性状，因此利用PAL1基因对水稻穗部性状进行调控，有望对株型进行定向设计，以提高水稻产量。

Description

水稻PAL1基因及其编码蛋白与应用

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体地说，涉及水稻PAL1基因及其编码蛋白与应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是我国重要的粮食作物之一，其产量和品质直接影响着我国粮食安全和人民生活水平。水稻穗型一直是水稻遗传与育种研究的重要内容之一，是影响水稻产量的重要性状。稻穗结构为圆锥花序，其组成包含主轴、一级枝梗、二级枝梗以及着生在枝梗上的小穗。根据穗轴的长短，枝梗数和小穗数的密集程度，是否直立等性状可将水稻穗型分为长短穗、稀密穗和弯直穗等穗型。

近年来，随着水稻全基因组测序工作的完成及水稻分子生物学和功能基因组学的发展，利用遗传群体和突变体的方法定位克隆了许多调控穗发育相关的基因。尽管这些基因的效应各有差异，但基本都参与了枝梗分生组织的形成、枝梗分生组织的大小、小穗分生组织的转变时间以及枝梗伸长的调控。

LAX1基因编码一个bHLH的转录因子，该基因参与水稻穗颈的腋生分生组织的启动和维持，形成水稻花序侧生分生组织。表型温和的lax1突变体穗部分枝减少，穗粒数减少。而表型严重的lax1突变体则只有穗轴，无枝梗，也不结实。LAX2能与LAX1互作，是一个包含植物特异保守结构域的核蛋白。lax2单突变体穗型稀疏，lax1lax2双突变体的稀穗表型增强。RCN1和RCN2通过控制阶段转变时间在决定水稻穗部形态中起重要作用，其组成型表达使营养生长到生殖生长的转变被推迟，导致枝梗数量急剧增加，穗的形态更加紧密。DEP1基因的显性等位变异能促进细胞分裂，降低穗颈节长度并使稻穗变密、枝梗数增加、每穗籽粒数增多。编码转录因子OsSPL14的IPA1能够通过正调控DEP1促进水稻穗分枝的形成，在营养生长和生殖生长阶段，IPA1在顶端分生组织和一二级枝梗高度表达。FZP具有ERF转录激活因子的功能，促进水稻小穗的发育。fzp突变体表现为级枝梗正常发育，但在枝梗上不能分化形成小穗，并且在原本形成小穗的地方不断产生下一级枝梗。SP1是一个参与调控水稻穗长的基因，在幼穗韧皮部中高表达，编码一个多肽转运蛋白。电镜扫描发现突变体在营养生长期及发育早期和野生型无差异，但在稻穗枝梗伸长过程中发生缺陷，导致稻穗发育过程中一级枝梗发育延迟或退化，从而使一级枝梗的数目减少。Gn1a是影响水稻每穗实粒数的主效QTL，编码一种降解细胞分裂素的细胞分裂素氧化酶/脱氢酶OsCKX2。Gn1a表达下降导致细胞分裂素在花序分生组织中累积，增加了每穗颖花数，进而穗粒数增多，最终提高水稻产量。

过去数十年来，对控制水稻花序表型的相关因子及调控路径的研究已取得巨大进展，如能特异地作用于水稻花序发育的生长素信号和细胞分裂素信号。然而，尽管目前已鉴定出一些水稻穗发育相关的基因，但其作用的具体模式仍有诸多未知，并且已报到的具有穗发育调控功能的基因数目还不够丰富。因此，进一步挖掘水稻穗型调控基因并进行深入研究，对于阐明水稻穗发育的遗传机制具有重要意义，同时也为水稻高产育种提供充分的理论依据。

发明内容

本发明的目的是提供能够调控水稻穗型的水稻PAL1基因、其编码蛋白及应用。

为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种水稻PAL1蛋白，为如下1）或2）任一种蛋白：

1）具有如SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列；

2）具有如SEQ ID NO.4所示的序列经一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入的氨基酸序列，但具有与SEQ ID NO.4所示PAL1蛋白相同功能的蛋白。

进一步地，本发明还提供了编码前述蛋白的基因。

具体而言，其具有如下1）~3）任一种核苷酸序列：

1）如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；

2）如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列经一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入形成的序列；

3）在严格条件下与能够与1）或2）所述的核苷酸序列杂交并编码相同功能蛋白的核苷酸序列。

进一步地，本发明还提供了含有所述基因的载体，以及含有所述基因或所述载体的宿主细胞。所述载体包括植物表达载体pCAMBIA1305.1或其衍生载体等；所述宿主细胞包括农杆菌细胞及大肠杆菌细胞等。

所述载体和宿主细胞可理解为本领域技术人员在转基因过程中所使用的载体和宿主细胞，且该宿主细胞不具有发育成植物个体的能力。但随着科技发展，所述载体和宿主细胞的选择也许会发生变化，或在非转基因目的的应用领域，也同样涉及载体和宿主细胞的利用，但只要含有本发明所述基因或本发明所述的载体，均在本发明的保护范围之内。

此外，本发明提供了所述基因在调控水稻株高和穗型方面的应用。所述应用包括本发明所述PAL1蛋白或编码基因在改良水稻株高或穗型中的应用。

本发明通过实验发现，PAL1基因发生突变的水稻pal1突变体的植株高度较野生型植株的株高降低了15.2%。

从穗型上分析，pal1突变体穗长降低，一级枝梗数和二级枝梗数以及穗粒数均显著减少。其中，穗长较野生型降低了25.6% ，一级枝梗数、二级枝梗数以及穗粒数分别较野生型降低了22.0%，45.9%和40.2%。

鉴于此，本发明还提供了所述PAL1基因在制备转基因植物中的应用。

转基因植物的制备为本领域常规技术手段，本发明不另作限定，利用本发明所述基因进行水稻转基因育种的技术方案均在本发明的保护范围之内。

因此，本发明提供了水稻PAL1蛋白或其编码基因或含有编码基因的生物材料在调控水稻穗长、枝梗数目或穗粒数中的应用。

本发明提供了水稻PAL1蛋白或其编码基因或含有编码基因的生物材料在增加水稻穗长长度、增加水稻枝梗数目或增加穗粒数中的应用。

本发明提供了水稻PAL1蛋白或其编码基因或含有编码基因的生物材料在水稻穗型种质资源改良中的应用。

本发明提供了水稻PAL1蛋白或其编码基因或含有编码基因的生物材料在制备穗粒数多或高产量转基因水稻中的应用。

本发明进一步通过试验发现，将本发明所述PAL1基因转化水稻pal1突变体，可以恢复突变体至正常穗型的表型。因而本发明所述PAL1基因可以直接调控水稻穗型大小。

本发明提供的水稻PAL1基因突变基因，其为水稻PAL1基因起始密码子起第256到第261位共6个碱基缺失，缺失序列为“gaccag”，也即水稻PAL1基因突变基因的序列为SEQID NO.3所示的PAL1基因的CDS序列的第256-261位缺失后的序列。

本发明提供了上述水稻PAL1基因突变基因或含有该基因的生物材料在降低水稻株高、或制备矮型转基因水稻中的应用。

本发明的有益效果在于：本发明首次发现了对水稻株高和穗型大小存在影响的PAL1基因及其编码蛋白，并通过试验验证了所述基因具有调控水稻株高和穗型的功能。PAL1基因突变导致株高和穗长显著降低，而回补所述基因能够显著提高突变体的株高和穗大小。本发明提供的技术方案为水稻的选育和转基因水稻的制备提供了新的方向，且通过构建转化所述基因的转基因水稻，能够有利于水稻的产量的提高。

附图说明

图1为本发明所述野生型淮稻5号与pal1突变体的表型，其中，A为植株表型，B为闭合状态下的穗型，C为展开状态下的穗型，D为展开状态下的枝梗，E-I分别为株高、穗长、一级枝梗数、二级枝梗数和穗粒数的统计分析。

图2为本发明所述PAL1基因定位与结构图。

图3为本发明所述载体pCAMBIA 1305.1::PAL1结构示意图。

图4为野生型、pal1突变体以及PAL1的转基因互补植株的穗型比较图。其中A为闭合状态下的穗型，B为展开状态下的穗型。C-F分别为穗长、一级枝梗数、二级枝梗数和穗粒数的统计分析。在T₀代的转基因植株中共获得了15个独立转化株系，其中10个恢复至野生型表型，分别命名为B590-1、B590-2，……B590-10，对转基因植株B590-1、B590-2的穗部性状进行调查统计，结果表明转基因植株的穗长、一级枝梗数、二级枝梗数以及穗粒数均明显大于pal1突变体，并达到野生型水平。另外8个转基因植株B590-3至B590-10均有类似的表型。

图5为本发明所述PLA1基因在水稻各组织中表达模式分析。

图6为本发明所述水稻pal1突变体顶端分生组织和幼穗原基的变化。其中，A、B为顶端分生组织纵截面，C为顶端分生组织纵截面面积的统计分析，D、E为顶端分生组织和幼穗原基的扫描电镜观察，F、G分别为顶端分生组织基底面积和一级枝梗原基数的统计分析。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。

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。

实施例1 pal1突变体的获得与表型分析

通过60Co-γ辐射诱变粳稻品种淮稻5号（袁彩勇, 袁生堂, 文正怀, 等. 淮稻5号的特征特性及高产栽培技术[J]. 中国稻米, 2002, (4): 14.），得到一个株高降低、穗长变短的突变体pal1(panicle length 1)。分别选取20个野生型和pal1突变体的样本，对其株高、穗长、一级枝梗数、二级枝梗数和穗粒数进行了统计分析。分析结果显示，水稻pal1突变体植株高度较野生型显著降低了15.2%（图1的A、E）。与野生型相比，pal1突变体穗长显著降低了25.6%，同时一级枝梗数与二级枝梗数也分别显著减少了22.0%和45.9%（图1的B、C、D、F、G、H），最终导致穗粒数显著降低了40.2%（图1的I）。

实施例2水稻PAL1基因的获得

将pal1突变体与表型正常且核酸多态性高的籼稻品种Dular杂交获得F₁，F₁自交获得F₂分离群体，利用F₂群体进行遗传分析与基因定位。对F₂代发生性状分离的株系分析表明，正常单株与突变单株均符合3:1 的分离比例，由此表明该突变性状受一对隐性基因控制。

以F₂的30个突变体为材料，利用本实验测序的籼稻品种Dular全基因组序列与NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)上提供的粳稻品种日本晴基因组序列比对所开发出的均匀分布于水稻12条染色体上的大量Indel标记进行初定位，将候选基因定位于第3号染色体上R3-17与R3-20标记之间（图2的A）。为了进一步精细定位候选基因，继续扩大F₂代定位群体到299株，同时发展新标记X1、X2、X3、X4、X5和X6用于连锁分析（所用引物见表1），发现pal1在这些标记处发生的重组事件分别为5、32、2、22、0和1，说明候选基因定位于X3和X6之间（图2的B）。

X3和X6两个标记间物理距离为86 kb（图 2的C）。根据水稻基因组注释网站（http://rice.plantbiology.msu.edu/）提供的基因注释信息，在标记X3和X6之间有10个基因（图2的C）。其中编号为LOC_Os03g50860的基因，其功能推测与表型有关，为此对该基因的全长基因组DNA进行分段PCR扩增，每段大小为1.5 kb左右，共6个片段（所用引物见表2），使用DNAStar软件分析野生型和突变体的测序结果。分析结果显示，在pal1突变体中，该基因起始密码子后第256到第261共6个碱基缺失（图2的D），导致一个天冬氨酸和一个谷氨酰胺的缺失。PAL1基因组DNA全长为6249 bp（包含5’UTR和3’UTR）（如SEQ ID NO.1所示），含有11个外显子，CDS全长3018 bp （如SEQ ID NO.3所示），编码一个由1013个氨基酸组成的蛋白（如SEQ ID NO.4所示）。实施例2中涉及的分子标记引物序列如表1所示。

表1 分子标记引物序列

实施例2中涉及的测序引物序列如表2所示。

表2 测序引物序列

实施例3 pCAMBIAl305.1：：PAL1载体转化水稻pal1突变体

为了进行功能互补实验，构建了由PAL1基因自身启动子驱动的功能互补载体。选取翻译起始位点ATG前2525bp作为基因的启动子，并将启动子区和基因组DNA（不含3’UTR）同时扩增下来。扩增片段5’端引入EcoRI位点，3’端引入PmlI位点，PCR产物长为8836 bp（包含载体上的同源序列）。最终将PAL1自身启动子连同整个基因组共8802 bp（SEQ ID NO.2所示）一起连入pCAMBIA1305.1载体的EcoRI和PmlI位点之间，组成由自身启动子驱动的回复载体（图3）。

将构建好的互补载体转入农杆菌EHA105，并侵染pal1突变体种子诱导的愈伤。在T₀代的转基因植株中共获得了15个独立转化株系，其中10个恢复至野生型表型。对转基因植株的穗部性状进行调查统计，结果表明转基因植株（B590）的穗长、一级枝梗数、二级枝梗数以及穗粒数均明显大于pal1突变体，并达到野生型水平（图4的A-F）。这些结果表明，pal1突变体穗型变小确实是由于PAL1基因的突变所造成。实施例3中涉及的引物序列如表3所示。

表3 PAL1基因扩增引物序列

实施例4 水稻PAL1基因表达模式

为明确PAL1基因的组织表达模式，采用real-time qPCR的方法检测水稻各个组织，包括根、茎、叶、茎基部、叶鞘以及不同长度的幼穗中该基因表达水平。结果显示PAL1基因在水稻各组织均有所表达，在茎和穗中表达较高，在茎基部表达最高（图5）。PAL1基因在各个不同器官、部位中的表达强弱与该基因的功能作用一致。实施例4中涉及的引物序列如表4所示。

表4 real-time qPCR使用引物序列

实施例5 pal1对顶端分生组织和穗原基的影响

为了明确pal1对穗长变短以及产量下降的原因，分别观察了营养生长期和生殖生长期的分生组织发育情况。在营养生长期，通过激光共聚焦显微镜对野生型和pal1突变体的顶端分生组织（SAM）纵截面进行了观察。结果显示，与野生型相比，pal1突变体的顶端分生组织明显变小（图6的A、B）。统计分析表明，pal1突变体的顶端分生组织纵截面面积显著减少（图6的C）。同时，利用扫描电镜技术，对营养生长期与生殖生长期的临界时期的顶端分生组织，以及生殖生长期一级枝梗原基形成期进行了观察。结果表明，pal1突变体在营养生长期的顶端分生组织明显小于野生型（图6的D）。同时，一级原基减少2-4个（图6的E）。统计分析显示，pal1突变体顶端分生组织的基底面积和一级枝梗原基数均显著降低（图6的F，G）。因此，pal1可能影响了分生组织的活性，使得顶端分生组织变小，枝梗原基数目降低，最终导致穗长变短，枝梗数减少，穗粒数减少，产量降低。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

序列表

<110> 中国农业科学院作物科学研究所

<120> 水稻PAL1基因及其编码蛋白与应用

<130> KHP201116268.7YS

<160> 40

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 6249

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 1

aggaaattcg attcactcgt cgacgcgacg ctgctcgcaa gagaaaaaaa gctcccaaat 60

acctccacca ccaccaccac caaagctgcg acgaacacga acggcacaag cacaagagaa 120

agagagagag agagagagag agagagagag agaggggagg gagagaggcc ttctcttctc 180

tgctgcggcg gcggcgcatg tgaattgggg tgggatgggt gtgggaggag gcggaggagg 240

aggaggaggg gaggcggcgg cggcggtggc ggtggagggg gatgaggcgg ggaaggggag 300

gaggtggtgg agggtgaagg tgaagctgag cacggtggcg gtggtggcgt gggtgctggc 360

gtcggcggcg ctctgggcgg ggctgcactg gcgcttccgc cgcgcggcgc tgcacaaggc 420

cgaggaggcc ctcgtctgca tgtgcgagga gcgcgcccgc atgctgcagg accagttcgc 480

cgtctccgtc aaccacgtcc acgccctcgc catcctcgtc gccaccttcc actacgacaa 540

gcaccctccc gccctcgacc aggtcggccc gaactccgac gagctcttcc gccgccgccg 600

cgatgatcct gttgcatctg ttgttttttt gccccccgcg gttaattgcg ataatgcctc 660

gatttttact ccacatcttg cccgtgtact tcgctctgct gcttcttcgg cttcatttaa 720

ttctaccgtg accttccgtg tcagccatgg aagccatgga ttactgttgc tgtctcttgc 780

tattatatgg agcgcacttt ttgttgggag ggagtgaatt gattgtgctt gcttgcttct 840

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gagcttcgag cggcagcagg ggtggatcat caagaccatg aagcacgagc cgtccccggc 1080

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tatcgccatg tccgctgctc tgaactgtgc tgctgggtgt gcttcggcct gcaggaggac 1260

agggagaaca tcttgagggc gagggcgaca gggaaggccg tcctcacgag gccgttccgg 1320

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agctcttcgt tttgttgcag tcgttgttgg atgcttttag tagtggaaat gtgtgcgttt 1560

cagggatatt tgatcacatg caacattttc actcataact ggctgaaaaa gttttgcatt 1620

aatagagctg aaatgtctag atggataagc aattgcagtg gtattttaag tacaacatgt 1680

gcaacgaatg gctccattta actttttctt tttgttcggc agataccttg gaggagcatt 1740

tgatgtggag tcactagtag aaaatttgtt gagacagtta gctggtaacc aggaattggt 1800

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tcctcttggt attccctcac catcacacac ctatacgttg gattttggtg atccattgag 1920

aaagcatcag atggtttgca ggtaaatttg tgtgaattga tcgttggttt tcccatttta 1980

tattatagaa cgatcggttt ttttaacatc cattggccat aaatctgagc agatacagaa 2040

acaagcttca tgtttcatgg tctgcaatta ctacaccatc aggggtcttt gttatatgta 2100

tgctggtggg ctacataata tatgctgctt ggagtcgcta cgataatgtt aaggaagatt 2160

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aatggcgtgc tgggtatttt ctttgatctt acaacacatt cagtttaatg ttatgcaact 2400

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tgattttctt ctatgttgta acttccagct tgctgtatat gtttctgaaa gagttcctga 2940

aatcctgttg ggcgaccctg gaaggtttcg tcagataatt acaaacttgg tgggaaactc 3000

gatcaaggta aatgcgcata acctttgtat ccattcatga ttttctttaa cgataccaat 3060

agttctcacc aatgacatca ggcaacttgt ttcttagtat actattgttc aatgtgaaca 3120

caagataaca atatttacct tgtcgcagtt cacagaacgg gggcacattt ttgtacaagt 3180

tcacctggca gatcactcaa atcttgcaac agaagcaaaa attgaaccag tagtcaatgg 3240

gatgaatgga cataaagacg aggctattgc tatacccacc agtgggtctc ataacacttt 3300

aagtggtttt gaagcagctg atagccgaaa taactgggaa aacttcaagc ttttgctctc 3360

ttacgagaaa aatgaaatgc catatgaaag tgattctgat aaagtaactc ttgttgttag 3420

tgtggaagat actgggatag gcataccact gcatgcccaa ggccgggtct tcacgccttt 3480

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cagcaaatgt cttgttgaaa taatgggtgg tcagataaac tttgtcagcc gacctcttgt 3600

tgggagcaca ttcacattca ctgctgttct gagaaggtgt gacaaaaatg ctattagtga 3660

cagtaagact gttgctttgc acccattacc gtccagtttt aaaggcttat ctgcgctatt 3720

ggttgataaa agacctgtaa gagcaactgt gactaagtat catttgcaaa ggcttggaat 3780

cacttctgaa gttgttggta ccattgatcc gacatttggt gtgttgtctg ggagaaatgg 3840

cagttctcta accaggtact tctatcttct acattccttt caaaaaattg aaatcctgga 3900

gttaataggc tacttttctc tggaaattag aataaacgga gcatgcttgc atactaactt 3960

cttatgcaaa tatcactgtt ctatgtataa atgattacac gataatgatt gttttttggt 4020

aagtattact gggtaatact tggccatcat agttcttgcc tttattttgt atcacttcgg 4080

tatattgcta cttctgcggc agttctcttt acgctaccga atgtgatata tttaattgaa 4140

aattgatttt attttaatct gtgaaaagaa cattttttta aggccccaca attctcaaat 4200

aactagtaag ctgattgcag atgatatttg aactatcttg acacccagtt ttttttttta 4260

atctaactcg ttttgttcca aatttgttgt cagcattggt aagaagcagc catgcatgtt 4320

gctaatcgag agtgattcct ggggaccaca gatggatgtc tccttacatg ctagacttca 4380

ggagatgaaa cagagtgatc gcatacatgt attgcccaag gttttccttc tttctgctgc 4440

agaatcagac aaagtaaaga agatacatgc agttgattct gtgataccaa agcctctgaa 4500

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gcttcttggc aagaacatat tggtagttga tgacaacaag gtaaacctca gagtggccgc 4680

tggtacattg aagaaatatg gggcaaaggt ggagtgtgtg gagagtggaa aagatgctct 4740

ttcccttcta caagtgccgc acaagtttga tctgtgtctc atggacattc agatgccgga 4800

gatggatggg taagcttatg tcccgttcaa gatttatttc ttttgaattt gagcctttta 4860

tttcatatga tccaaagcgt gacatgtcat ctggataagt gccacctcgt tgactatcaa 4920

tttattcacg caatgaatca ggctttctgc ctctttttga agaaaaaaaa aatgttattc 4980

acacttcgtg gttaatggaa acaagcatat acattgctga cgccaaatac tgattataac 5040

tagtaaaaat gtcagtcttg tgttagtttt ttatgtgcga aaaatgccgt gtctaattca 5100

ttatgtgaaa attttcaaag acattagccc tgatatcgtc ctgcattatg ccaaacagta 5160

ctttaaatat taatatcaga aggtctaaaa tccgtgcagt taccatttgt tcattgtagt 5220

tttaaccatc atactgcaat atgcagttct tgggctaatg aacataatgg tgtgctaaca 5280

ccctcatgac caattaactt atgtctcttg aacacttgct gcatattgac atctctgttc 5340

ctatattttc tgaatagtaa ccaagtaatg tcaaaccatg tcattatttt gtcttcgttt 5400

aatcaacata gttttgcttc atgtgctaga tttgaggcaa ctcggcaaat acgagcaatg 5460

gaagggaagg caaatgagca ggcagacgac agcgaatcgg gttcagaaat cgcagcaaag 5520

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caaggcgaca ttgcacagaa aggatcggag ccttcattgt gtacatgtat ttttatcggc 5880

agagaccaag agctatagtt ttaagctagg agaagcataa gttttagggt gacatgtccg 5940

gcctcctgtt atcggagcca caggtgtgtt gctgggctat tggaatcttg agcaattttt 6000

ttttcctgta cagctcccac gatttttcgg ctccagccca ctgttgacag aagacatgtt 6060

tgcagggtgc agcatcttgg aaaaacctga taacctgaga attttttgtt gtgtcattct 6120

gtgtgcagta tattagaatt tgagcagtat tgtatatcaa tgtaccatcg gtgtatggat 6180

gtgaacaagg aaggcgaaac ctgtgattag gacactgatt aaaacttgca ctcgtttttt 6240

ccatcccgt 6249

<210> 2

<211> 8802

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 2

cgtgaacaat gtctacgtag gagggccaac gaccttgata cgattctgat atacatagta 60

cgtgagacag tacgcaagtt ggcaaagtca atgtgtacaa aaaaaaaaaa ggaactaaac 120

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agccttaacc cacagtgatc cgttgtttaa tcggttactt aggcatgtgg cctaaaccag 240

acacacgcat gcatgcgccg cgtcaaaaat aatgtgaaca gatgcttgta ctgtgtagtg 300

cgtgctaatg tgccatttat tattttttat tttcttcacc tttttcgcta taaaaaaatt 360

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gtggctgatg agatcgtctc gaatcgccat caaaacgagc ttacgcctcc gaaagctgtg 600

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cgcaacaacg agcaaaaagg catcgtgttt atctcacttt ttttcctttc ctgtaaaaag 840

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aaaaataggt agaattaaac tgagagagat tgtgattagt tgataagtga agatacgtga 1560

ctcatgattg attagtaaaa aaatactggt ggagaaatta ttatatttta agctaaattt 1620

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cgtccagttt taaaggctta tctgcgctat tggttgataa aagacctgta agagcaactg 6060

tgactaagta tcatttgcaa aggcttggaa tcacttctga agttgttggt accattgatc 6120

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tacattcctt tcaaaaaatt gaaatcctgg agttaatagg ctacttttct ctggaaatta 6240

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tcagcattgg taagaagcag ccatgcatgt tgctaatcga gagtgattcc tggggaccac 6660

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tattgcccaa ggttttcctt ctttctgctg cagaatcaga caaagtaaag aagatacatg 6780

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cctctttttg aagaaaaaaa aaatgttatt cacacttcgt ggttaatgga aacaagcata 7320

tacattgctg acgccaaata ctgattataa ctagtaaaaa tgtcagtctt gtgttagttt 7380

tttatgtgcg aaaaatgccg tgtctaattc attatgtgaa aattttcaaa gacattagcc 7440

ctgatatcgt cctgcattat gccaaacagt actttaaata ttaatatcag aaggtctaaa 7500

atccgtgcag ttaccatttg ttcattgtag ttttaaccat catactgcaa tatgcagttc 7560

ttgggctaat gaacataatg gtgtgctaac accctcatga ccaattaact tatgtctctt 7620

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gccttcattg tgtacatgta tttttatcgg cagagaccaa gagctatagt tttaagctag 8220

gagaagcata agttttaggg tgacatgtcc ggcctcctgt tatcggagcc acaggtgtgt 8280

tgctgggcta ttggaatctt gagcaatttt tttttcctgt acagctccca cgatttttcg 8340

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ttgtatatca atgtaccatc ggtgtatgga tgtgaacaag gaaggcgaaa cctgtgatta 8520

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tgcatttata tgcagaatac tttgccatga agcggaaatg atgagagagc gctcgttgga 8640

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acattggcat attagtacag tactacggaa aagtataccg aaggtccctc aacattggca 8760

tattagtaca atactaggga gtactatgct gtaggctggt ag 8802

<210> 3

<211> 3018

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 3

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accatctcct acatcgaggg cctcgacgtc atgtccggcg aggaggacag ggagaacatc 600

ttgagggcga gggcgacagg gaaggccgtc ctcacgaggc cgttccggct gatgtcgaat 660

cacttgggtg ttgtcttgac gtttcctgtc tacctcgtcg atctcccaaa tgataccgcg 720

gtggaggatc gtgttgctgc tactgcagga taccttggag gagcatttga tgtggagtca 780

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gatgtcacaa accactcaaa ccctcttgtg atgtatggat ctgaggttcc tcttggtatt 900

ccctcaccat cacacaccta tacgttggat tttggtgatc cattgagaaa gcatcagatg 960

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cagataatta caaacttggt gggaaactcg atcaagttca cagaacgggg gcacattttt 1560

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<210> 4

<211> 1013

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 4

Met Gly Val Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Glu Ala Ala Ala

1 5 10 15

Ala Val Ala Val Glu Gly Asp Glu Ala Gly Lys Gly Arg Arg Trp Trp

20 25 30

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

35 40 45

Ala Ser Ala Ala Leu Trp Ala Gly Leu His Trp Arg Phe Arg Arg Ala

50 55 60

Ala Leu His Lys Ala Glu Glu Ala Leu Val Cys Met Cys Glu Glu Arg

65 70 75 80

Ala Arg Met Leu Gln Asp Gln Phe Ala Val Ser Val Asn His Val His

85 90 95

Ala Leu Ala Ile Leu Val Ala Thr Phe His Tyr Asp Lys His Pro Pro

100 105 110

Ala Leu Asp Gln Asp Thr Phe Ala Val Tyr Ala Ala Arg Thr Ser Phe

115 120 125

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

130 135 140

Ala Asp Arg Glu Ser Phe Glu Arg Gln Gln Gly Trp Ile Ile Lys Thr

145 150 155 160

Met Lys His Glu Pro Ser Pro Ala Gln Asp Glu Tyr Ala Pro Val Ile

165 170 175

Tyr Ser Gln Glu Thr Ile Ser Tyr Ile Glu Gly Leu Asp Val Met Ser

180 185 190

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

195 200 205

Ala Val Leu Thr Arg Pro Phe Arg Leu Met Ser Asn His Leu Gly Val

210 215 220

Val Leu Thr Phe Pro Val Tyr Leu Val Asp Leu Pro Asn Asp Thr Ala

225 230 235 240

Val Glu Asp Arg Val Ala Ala Thr Ala Gly Tyr Leu Gly Gly Ala Phe

245 250 255

Asp Val Glu Ser Leu Val Glu Asn Leu Leu Arg Gln Leu Ala Gly Asn

260 265 270

Gln Glu Leu Val Val Asn Val Tyr Asp Val Thr Asn His Ser Asn Pro

275 280 285

Leu Val Met Tyr Gly Ser Glu Val Pro Leu Gly Ile Pro Ser Pro Ser

290 295 300

His Thr Tyr Thr Leu Asp Phe Gly Asp Pro Leu Arg Lys His Gln Met

305 310 315 320

Val Cys Arg Tyr Arg Asn Lys Leu His Val Ser Trp Ser Ala Ile Thr

325 330 335

Thr Pro Ser Gly Val Phe Val Ile Cys Met Leu Val Gly Tyr Ile Ile

340 345 350

Tyr Ala Ala Trp Ser Arg Tyr Asp Asn Val Lys Glu Asp Cys Arg Lys

355 360 365

Met Glu Ala Leu Lys Lys Arg Ala Glu Ala Ala Asp Ile Ala Lys Ser

370 375 380

Gln Phe Leu Ala Thr Val Ser His Glu Ile Arg Thr Pro Met Asn Gly

385 390 395 400

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

405 410 415

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

420 425 430

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

435 440 445

Ile Asp Leu Glu Ser Val Pro Phe Asp Leu Arg Ser Ile Leu Asp Asp

450 455 460

Val Ile Ser Leu Phe Ser Ser Lys Ser Arg Glu Lys Gly Ile Glu Leu

465 470 475 480

Ala Val Tyr Val Ser Glu Arg Val Pro Glu Ile Leu Leu Gly Asp Pro

485 490 495

Gly Arg Phe Arg Gln Ile Ile Thr Asn Leu Val Gly Asn Ser Ile Lys

500 505 510

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

515 520 525

Val Gln Val His Leu Ala Asp His Ser Asn Leu Ala Thr Glu Ala Lys

530 535 540

Ile Glu Pro Val Val Asn Gly Met Asn Gly His Lys Asp Glu Ala Ile

545 550 555 560

Ala Ile Pro Thr Ser Gly Ser His Asn Thr Leu Ser Gly Phe Glu Ala

565 570 575

Ala Asp Ser Arg Asn Asn Trp Glu Asn Phe Lys Leu Leu Leu Ser Tyr

580 585 590

Glu Lys Asn Glu Met Pro Tyr Glu Ser Asp Ser Asp Lys Val Thr Leu

595 600 605

Val Val Ser Val Glu Asp Thr Gly Ile Gly Ile Pro Leu His Ala Gln

610 615 620

Gly Arg Val Phe Thr Pro Phe Met Gln Ala Asp Ser Ser Thr Ser Arg

625 630 635 640

Asn Tyr Gly Gly Thr Gly Ile Gly Leu Ser Ile Ser Lys Cys Leu Val

645 650 655

Glu Ile Met Gly Gly Gln Ile Asn Phe Val Ser Arg Pro Leu Val Gly

660 665 670

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

675 680 685

Ile Ser Asp Ser Lys Thr Val Ala Leu His Pro Leu Pro Ser Ser Phe

690 695 700

Lys Gly Leu Ser Ala Leu Leu Val Asp Lys Arg Pro Val Arg Ala Thr

705 710 715 720

Val Thr Lys Tyr His Leu Gln Arg Leu Gly Ile Thr Ser Glu Val Val

725 730 735

Gly Thr Ile Asp Pro Thr Phe Gly Val Leu Ser Gly Arg Asn Gly Ser

740 745 750

Ser Leu Thr Ser Ile Gly Lys Lys Gln Pro Cys Met Leu Leu Ile Glu

755 760 765

Ser Asp Ser Trp Gly Pro Gln Met Asp Val Ser Leu His Ala Arg Leu

770 775 780

Gln Glu Met Lys Gln Ser Asp Arg Ile His Val Leu Pro Lys Val Phe

785 790 795 800

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

805 810 815

Asp Ser Val Ile Pro Lys Pro Leu Lys Ala Ser Ala Leu Ala Ala Cys

820 825 830

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

835 840 845

Asp Ser Gly Ser Leu His Gly Arg Asp Gly Ser Gly Ser Leu His Gly

850 855 860

Leu Leu Leu Gly Lys Asn Ile Leu Val Val Asp Asp Asn Lys Val Asn

865 870 875 880

Leu Arg Val Ala Ala Gly Thr Leu Lys Lys Tyr Gly Ala Lys Val Glu

885 890 895

Cys Val Glu Ser Gly Lys Asp Ala Leu Ser Leu Leu Gln Val Pro His

900 905 910

Lys Phe Asp Leu Cys Leu Met Asp Ile Gln Met Pro Glu Met Asp Gly

915 920 925

Phe Glu Ala Thr Arg Gln Ile Arg Ala Met Glu Gly Lys Ala Asn Glu

930 935 940

Gln Ala Asp Asp Ser Glu Ser Gly Ser Glu Ile Ala Ala Lys Thr Ala

945 950 955 960

Lys Trp His Leu Pro Ile Leu Ala Met Thr Ala Asp Val Ile Gln Ala

965 970 975

Thr His Glu Glu Cys Thr Lys Cys Gly Met Asp Gly Tyr Val Ser Lys

980 985 990

Pro Phe Glu Glu Lys Gln Leu Phe Gln Ala Val Gln Lys Phe Leu Gly

995 1000 1005

Pro Cys Val Ser Ser

1010

<210> 5

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 5

aaggttaggc gtggattcct c 21

<210> 6

<211> 22

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 6

gagatgaagg aatgttcagt cc 22

<210> 7

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 7

tgggctatta ttgggctttg 20

<210> 8

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 8

cgtgggataa aaccaccaag 20

<210> 9

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 9

caactgccca gctatattgc 20

<210> 10

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 10

tttgggacgg aggaagtagt 20

<210> 11

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 11

tgctgccggc gattaacaac t 21

<210> 12

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 12

ttcgagacgg ggatttgatg 20

<210> 13

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 13

gatgggttcg catcgtcac 19

<210> 14

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 14

cttacccagt ctcgaggtag 20

<210> 15

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 15

gactcagaga cggggactag 20

<210> 16

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 16

cgtggcgact gatcagcg 18

<210> 17

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 17

tggagagagt acagtactac 20

<210> 18

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 18

gaagcattgt acttctagtc 20

<210> 19

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 19

aggcgcgtag aattcctagt 20

<210> 20

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 20

aaagctgccc aaactatgcg 20

<210> 21

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 21

gcttatgcgt cacatcacta c 21

<210> 22

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 22

aaaggtttgc gtacagcgag 20

<210> 23

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 23

aagtcaacgg tgtcatacga 20

<210> 24

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 24

catggtcttg atgatccacc 20

<210> 25

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 25

gtgtggctga tgaatcttct 20

<210> 26

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 26

ggtgttctga tctcatgaga 20

<210> 27

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 27

cttggagtcg ctacgataat g 21

<210> 28

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 28

ctggacggta atgggtgcaa 20

<210> 29

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 29

caagctgaca gctcaacttc 20

<210> 30

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 30

gatagtcaac gaggtggcac 20

<210> 31

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 31

caaggtaaac ctcagagtgg c 21

<210> 32

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 32

ccagcaacac acctgtggct 20

<210> 33

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 33

ttgttgctct tcaacagagg 20

<210> 34

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 34

catgttagcc acgatgcctc 20

<210> 35

<211> 40

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 35

ccatgattac gaattccgtg aacaatgtct acgtaggagg 40

<210> 36

<211> 42

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 36

gtcaccaatt cacacgtgct accagcctac agcatagtac tc 42

<210> 37

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 37

aaccagctga ggcccaaga 19

<210> 38

<211> 24

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 38

acgattgatt taaccagtcc atga 24

<210> 39

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 39

caagattcca atagcccagc 20

<210> 40

<211> 18

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 40

gcctgtcgct tcatcgtc 18

Claims

1.一种水稻PAL1基因突变基因，其为SEQ ID NO.3所示的水稻PAL1基因的CDS序列的第256到第261位共6个碱基缺失后的序列，缺失序列为“gaccag”。

2.权利要求1所述的水稻PAL1基因突变基因或含有该基因的生物材料在降低水稻穗长、降低水稻一级、二级枝梗数和降低水稻穗粒数中的应用；所述生物材料为表达盒、载体、宿主菌或不能繁殖为植物个体的宿主细胞。