CN114478732B - 水稻mst6基因及其同源基因mst3在调控植物分枝或分蘖中的应用 - Google Patents

水稻mst6基因及其同源基因mst3在调控植物分枝或分蘖中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及水稻MST6基因及其同源基因MST3在调控植物分枝或分蘖中的应用。本发明发现水稻MST6基因及其同源MST3基因及其编码蛋白能够对水稻分蘖数目、单株穗粒数和产量进行有效调控，利用水稻MST6基因及其同源MST3基因有望对水稻株型的形成进行调控进而对株型进行定向设计，以提高单位面积水稻生产力以及对水稻种质资源进行改良，具有较高的经济和应用价值。

Description

水稻MST6基因及其同源基因MST3在调控植物分枝或分蘖中的 应用
技术领域
本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及水稻MST6基因及其同源基因MST3在调控植物分枝或分蘖中的应用。
背景技术
水稻是重要的粮食作物，保证水稻高产、稳产是实现粮食安全的重要保障。
植物的表型具有很强的可塑性，以应对极端环境。株型是许多作物产量的决定因素之一。株型由植株的高度以及分枝的数量、长度、角度和位置决定。分蘖是水稻等禾本科植物特有的分枝。分枝/分蘖数目主要由两个因素决定：侧生分生组织（axillarymeristem, AM）的数量和形成的侧芽是否打破休眠向外生长共同决定，同时二者受多种因素的共同调控，如：外部环境因素，包括非生物胁迫，土壤中营养的供给等；内部激素的调控，包括生长素（IAA）、独脚金内酯（SL）、细胞分裂素（CK）等。挖掘具有调控水稻等植物分枝/分蘖功能的基因对于水稻等植物的分枝/分蘖数目和株型的调控以及产量提升具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供水稻MST6基因及其同源基因MST3在调控植物分蘖中的应用。
本发明发现了水稻MST6基因及其同源基因MST3具有调控植物分枝或分蘖的新功能，而且，水稻MST6基因及其同源基因MST3过量表达不会导致植物株高的明显改变，因此可用于植物株型的定向改良以及植物产量的提升。
基于上述发现，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在调控植物分枝或分蘖发育中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
本发明中，MST6基因为来源于水稻的单糖转运基因，该基因的编码蛋白具有如SEQID NO.1所示的氨基酸序列，或具有将如SEQ ID NO.1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得到的具有同等活性的、由SEQ ID NO.1所示序列衍生的氨基酸序列。
本发明中，MST3基因为来源于水稻的单糖转运基因，该基因的编码蛋白具有如SEQID NO.2所示的氨基酸序列，或具有将如SEQ ID NO.2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得到的具有同等活性的、由SEQ ID NO.2所示序列衍生的氨基酸序列。
作为示例，来源于粳稻品种日本晴的MST6基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ IDNO.1所示，MST3基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
不同的水稻品种中，MST6与MST3基因及其编码蛋白的序列基本一致，但也可能存在差异，但是，根据不同水稻品种的相同蛋白的功能相似性，本领域技术人员能够确定不同水稻品种中的MST6基因及其编码蛋白均具有与SEQ ID NO.1所示蛋白相当的功能，不同水稻品种中的MST3基因及其编码蛋白均具有与SEQ ID NO.2所示蛋白相当的功能。
根据上述MST6、MST3蛋白的氨基酸序列，本领域技术人员可以获得其编码基因的核苷酸序列。
作为示例，来源于粳稻品种日本晴的MST6基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，MST3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。
本发明中，所述载体包括但不限于质粒载体、病毒载体、转座子等。
本发明中，所述宿主细胞为微生物细胞或植物细胞。
第二方面，本发明提供水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在调控植物分枝或分蘖数目、调控植物株型、调控植物单株穗粒数或调控植物产量中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
以上所述的应用中，通过强化所述水稻单糖转运基因的表达和/或增强所述水稻单糖转运基因编码蛋白的酶活性，促进植物分枝或分蘖的发育或增加植物分枝或分蘖的数目或提高植物的产量。
第三方面，本发明提供水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在植物种质资源改良中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
上述应用中，植物种质资源改良优选为以增加植物分枝或分蘖数目、株型改良、提高植物单株穗粒数和/或提高植物产量为目的的种质资源改良。
第四方面，本发明提供水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在植物遗传育种或转基因植物构建中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
上述应用中，植物遗传育种优选为以增加植物分枝或分蘖数目、株型改良、提高植物单株穗粒数和/或提高植物产量为目的的遗传育种。
上述应用中，转基因植物构建优选为植物分枝或分蘖数目增加、株型改良和/或植物产量提高的转基因植物构建。
第五方面，本发明提供水稻单糖转运基因的强化表达或其编码蛋白的酶活性增强在促进植物分枝或分蘖发育中的应用；所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因。
本发明中，所述基因的强化表达可通过以下（1）-（4）中的任意一种或多种方式实现：
（1）导入含有所述基因的载体；
（2）增加染色体上所述基因的拷贝数；
（3）改变染色体上所述基因的转录、翻译调控元件（包括启动子等）的序列；
（4）改变所述基因的核苷酸序列。
优选地，所述强化表达通过导入含有所述基因的过表达载体实现。
本发明中，所述酶活性增强可通过将所述基因的编码蛋白进行一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入实现。
第六方面，本发明提供水稻单糖转运基因的强化表达或其编码蛋白的酶活性增强在增加植物分枝或分蘖数目、提高植物单株穗粒数或提高植物产量中的应用；所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因。
第七方面，本发明提供水稻单糖转运基因的弱化表达或其编码蛋白的酶活性降低在抑制植物分枝或分蘖发育中的应用；所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因。
本发明中，所述基因的弱化表达可通过以下（1）-（6）中的任意一种或多种方式实现：
（1）将所述基因进行一个或多个核苷酸的缺失、插入或替换；
（2）改变染色体上所述基因的转录、翻译调控元件（包括启动子等）的序列。
优选地，所述弱化表达通过敲除所述基因实现。
本发明中，所述酶活性降低可通过将所述基因的编码蛋白进行一个或多个氨基酸的替换、缺失或插入实现。
第八方面，本发明提供水稻单糖转运基因的弱化表达或其编码蛋白的酶活性降低在减少植物分枝或分蘖数目中的应用；所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因。
本发明中，所述植物优选为农作物；更优选为水稻、玉米、小麦或棉花，最优选为水稻。
第九方面，本发明提供一种增加水稻分蘖数目的方法，所述方法包括强化水稻单糖转运基因的表达和/或增强水稻单糖转运基因编码蛋白的酶活性的步骤；所述水稻单糖转运基因为MST6和/或MST3基因。
优选地，所述方法包括：将含有所述水稻单糖转运基因的过表达载体导入水稻中，构建转基因水稻。
本发明的有益效果在于：本发明提供了水稻MST6基因及其同源MST3基因及其编码蛋白在调控水稻分蘖数目中的新用途。将野生型MST6基因的编码区转化野生型日本晴得到的转基因植株的分蘖数目显著增加，但株高与野生型日本晴基本一致，因此，MST6基因能够有效促进水稻分蘖且不影响其他表型，有望对水稻株型的形成进行调控进而对株型进行定向设计，以提高单位面积水稻生产力，以及对水稻种质资源进行改良；通过CRISPR/Cas9方法在日本晴中同时敲除MST6及其同源基因MST3时，植株表现出分蘖数明显减少，因此，MST6和MST3基因具有控制水稻分蘖的功能，具有较高的经济和应用价值。
附图说明
图1为本发明实施例1中水稻单糖转运蛋白MST6与其同源蛋白MST3的同源序列比较。
图2为本发明实施例2中水稻MST6及其同源基因MST3在各组织中的表达，其中，YS:未成熟种子；R:根；C:茎；AB:分蘖芽；LB:叶；LS:叶鞘；YP:幼穗；MP:成熟穗；MS:成熟种子。
图3为本发明实施例3中水稻单糖转运体MST6及其同源蛋白MST3的亚细胞定位。
图4为本发明实施例4中过表达水稻MST6基因的转基因植株（B745）的分蘖、株高表型以及单株穗粒数和单株产量，其中，A和B、C为转基因植株分蘖和株高表型，D为单株穗粒数，E为单株产量，NP代表野生型水稻，B745-17和B745-10分别代表两个转基因水稻植株。
图5为本发明实施例5中不同MST6和MST3编辑类型的测序结果，其中，MST6 (-3/-3)、MST6 (-6/-6)、MST3 (-1/-1)分别代表不同的MST6和MST3编辑类型。
图6为本发明实施例5中通过CRISPR/Cas9方法敲除MST6及其同源基因MST3的双突变体的表型，其中，NP代表野生型水稻，MST3 (-1/-1) MST6 (-3/-3)、MST3 (-1/-1) MST6(-6/-6)分别代表两个敲除MST6及其同源基因MST3的双突变体水稻植株。
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。
实施例1 水稻MST6蛋白与其同源蛋白MST3的同源序列比较
根据水稻基因组注释网站（http://rice.plantbiology.msu. edu/）预测，MST6（LOC_Os07g37320）包含530个氨基酸，MST3（LOC_Os07g01560）包含518个氨基酸。通过DNAMAN软件分析发现MST6与MST3氨基酸序列一致性高达81.62%（图1），两者在功能上可能存在冗余性。
实施例2 水稻MST6及其同源基因MST3的表达模式分析
提取粳稻品种日本晴不同组织（根、茎、叶片、叶鞘、分蘖芽、花、幼穗、成熟穗等）的RNA，反转录为cDNA进行Real-time PCR (RT-PCR)检测，以水稻Actin基因为内参，检测MST6及其同源基因MST3在水稻不同组织中的表达差异。
使用的引物序列如下：
ActinRTF: TCCATCTTGGCATCTCTCAG；
ActinRTR: GGTACCCTCATCAGGCATCT；
MST6F2：GCGGAGAAGAACCAGAGCAA；
MST6R2：GACAGGTACAGCGGCACAGA；
MST3F1：GCCCTCGTCTCCTCCTTCT；
MST3R1：CACCGGCACCGACTGATT。
1、RNA提取
采用RNAprep pure Plant Kit（天根）进行水稻总RNA的提取。用于分析基因组织表达模式的样品取材于抽穗期的野生型的根、茎、叶片、叶鞘、侧芽、幼穗等部位。
（1）100 mg样品经液氮研磨后加入450 μL裂解液，震荡混匀。将溶液转移至过滤柱中，12000 rpm离心5 min，收集管中上清至RNase-free的离心管中；
（2）加入1/2倍上清体积的无水乙醇，颠倒混匀后将溶液转入吸附柱中，12000 rpm离心1 min，弃掉废液；
（3）向吸附柱中加入350 μL去蛋白液，12000 rpm离心1 min，弃掉废液；
（4）向吸附柱中央加入80 μL DNaseⅠ工作液，室温放置15 min；
（5）向吸附柱中加入350 μL去蛋白液，12000 rpm离心1 min，弃掉废液；
（6）向吸附柱中加入500 μL漂洗液，室温静置2 min，12000 rpm离心1 min，弃掉废液；
（7）重复步骤(6)，然后再12000 rpm离心2 min，弃掉废液。将吸附柱置于一个新的RNase-free离心管中，室温放置数分钟；
（8）向吸附膜中央滴加30 μL RNase-free ddH2O，室温放置5 min，12000 rpm离心2 min，RNA保存于-80℃；
2、cDNA合成
第一链cDNAs合成采用SuperScript® III First Strand Synthesis Kit(Invitrogen, USA)，由于水稻基因GC含量较高，采用试剂盒推荐的高GC方法并且选用Oligo(dT)20 (50 μM)进行合成。具体操作方法如下：
（1）RNA/primer mixture的准备：2 μg总RNA，1 μL Oligo(dT)20 (50 μM)，2.5 μLdNTP mix (10 mM)，DEPC处理水补齐至25 μL；
（2）将上述体系放入65℃孵环境下孵育5 min后立即转移至55℃；
（3）cDNA Synthesis Mix的准备(25 μL)：DEPC-treated water 3 μL，10× RTbuffer 5 μL，10 μL MgCl2（25 mM），5 μL DTT（0.1 M），RNaseOUT Recombinant RNaseInhibitor 1 μL，SuperScript III RT 1 μL，上述混匀后置于55℃备用；
（4）将RNA/primer mixture与cDNA Synthesis Mix轻轻混匀，置于55℃，50 min后转入85℃，5 min终止反应后冰上放置；
（5）最后加入1 μL RNase H 37℃，20 min，-20℃存储备用。
3、实时定量RT-PCR
Real-time PCR 实验采用SYBR® Premix Ex TaqTM II (Perfect Real Time)试剂盒（宝生物），在Applied Biosystems 公司的7300HT Real-Time PCR 仪上进行。以水稻Actin基因作为内参。每个反应进行三次生物学重复，相对表达量计算方法参见2-△△CT法。Real-time PCR 程序：95℃ 30 s；95℃ 5 s，60℃ 30 s，共40个循环；95℃ 15 s，60℃ 1min，95℃ 15 s。
Real-time PCR反应体系如下：SYBR Premix Ex Taq (2×) 5 μL；ROX ReferenceDye 0.2 μL；Primer (10 μM, F+R) 0.4 μL；cDNA 1 μL；ddH2O补足至10 μL。
结果表明，MST6在成熟种子中表达最高，其次在成熟穗，幼穗以及根中表达量较高，在分蘖芽、叶和叶鞘中有不同程度的表达，在未成熟的种子中表达量最低（图2的A）。MST3基因在根、叶鞘和叶中表达量非常高，在茎、分蘖芽、幼穗、成熟穗和成熟的种子中表达量较高，在未成熟的种子中表达量最低（图2的B）。
实施例3 水稻单糖转运体MST6及其同源蛋白MST3的亚细胞定位
构建MST6的C末端融合GFP并由花椰菜病毒35S启动子驱动的载体（35S::MIT1- GFP）：以水稻日本晴cDNA为模板扩增MST6和MST3的全长编码区，片段长度分别是1593bp和1557bp，片段5'和3'端分别引入酶切位点。用相应的高保真内切酶酶切载体pAN580-GFP成线性载体，应用In-Fusion高保真克隆试剂盒说明书连接载体和片段，热激法转化大肠杆菌TOP10感受态细胞。PCR检测获得阳性克隆，菌液送公司测序正确后备用。
所用引物序列如下：
MST6-EGFPSpeI F：
GGACAGCCCAGATCACTAGTATGGCCGGCGGCGTGGTGGT，MST6-EGFPBamHI R：
CCCTTGCTCACCATGGATCCGTTGGCGAGCTTGGCCGGG；
MST3-EGFPSpeI F：
GGACAGCCCAGATCACTAGTATGGCCGGCGGCGCGGTGGT；MST3-EGFPBamHI R：
CCCTTGCTCACCATGGATCCTGGTTGGAGCTTATTGTTGG。
琼脂糖凝胶检测，胶回收试剂盒（GenStar）回收目的片段。
具体方法如下：
（1）获得目的片段：PCR扩增；
（2）载体准备：所使用的内切酶购自NEB，酶切体系（50 μL）如下：10×cutsmart 5μL；内切酶1 2 μL；内切酶2 2 μL；质粒10 μL；水31 μL。
37℃，酶切3 h。琼脂糖凝胶检测，胶回收试剂盒（GenStar）回收目标载体。
（3）infusion连接法：连接体系（5 μL）如下：10×infusion 1 μL；片段50-100 ng；载体10-50 ng；水补齐至5 μL。
于50℃连接，15 min。冰上放置2 min。向其中加入50 μL的感受态细胞，冰上放置30 min。
（4）转化：将上述混合得到的体系，于42℃，热击45 s。冰上放置2 min。加入无抗生素的LB培养基，37℃，摇培45 min-1h。
（5）涂板，平板倒置，37℃培养14-16 h。
（6）挑取单克隆，测序检测正确的保菌保存，提质粒保存。
为了检测MST6和MST3的亚细胞定位情况，利用绿色荧光蛋白（GFP）作为标签，构建了35S::MST6-GFP载体和35S::MST3-GFP载体，将其分别转入到野生型的原生质体内，观察融合蛋白MST6:GFP和MST3:GFP的瞬时表达。结果显示MIT6:GFP蛋白和MST3:GFP只在细胞膜上表达，而阴性对照GFP在细胞核和细胞膜上都有表达（图3）。
实施例4 构建过表达MST6载体并转化水稻日本晴
为了研究水稻MST6的功能，构建了由玉米ubiquitin基因启动子驱动的MST6编码区的载体（pCAMBIA1305.1-UPFH-MST6）。扩增片段5’端引入EcoRI位点，3’端引入PmlI位点。
扩增引物为：
MST6SalF：
TATCGATACCGTCGACATGGCCGGCGGCGTGGTGGTGA；
MST6PmlR:
GTCACCAATTCACACGTG TCAGTTGGCGAGCTTGGCCGGG。
将构建好的载体pCAMBIA1305.1-UPFH-MST6转入农杆菌EHA105，并侵染日本晴种子诱导的愈伤，获得导入过表达MST6载体的转基因水稻。结果显示，转基因水稻的分蘖数目相比于野生型分蘖数目显著增多（图4的A和图4的C），但株高及其他可见表型未发生明显改变（图4的A和图4的B）。由于过表达MST6的转基因植株增加了单株水稻的分蘖数，导致转基因材料的单株穗粒数（图4的D）和单株产量（图4的E）相比于野生型日本晴明显提高。
实施例5 构建敲除MST6和MST3的双突变体
为了进一步研究MST6和MST3调控水稻分蘖的功能。构建CRISPR/Cas9的载体，用于敲除MST6和MST3基因。
参考刘耀光实验室方法（MA et al., 2016），构建CRISPR/Cas9载体敲除MST6及其同源基因MST3。
1、使用CRISPR-P预测guide RNA target所需引物，构建中间载体pYLsgRNA-OsU3-T1（抗性为Amp）与pYLsgRNA-OsU6a-T2（抗性为Amp），组装顺序为：OsU3:MST3T1-OsU6a:MST6T2，所需载体需提前提取质粒准备，再将上述2个guide RNA expression cassette连入同一个植物双元表达载体 pYLCRISPR/Cas9Pubi-H（抗性为kan）中，转化野生型日本晴，观察表型。
（1）MST3 (LOC_Os07g01560) guide RNA target 1：
经CRISPR-P预测的guide 33 (on-score: 97; highest off-score: 0.6; 基因的正链Chr7:-353268)，Guide sequence: AGTTCTTCCCGGAGGTGTATCGG；
合成以下2条引物，退火形成adaptor，连入中间载体pYLsgRNA-OsU3：
MST3T1FP: GGCAGTTCTTCCCGGAGGTGTAT；
MST3T1RP: AAACATACACCTCCGGGAAGAAC；
（2）MST6 (LOC_Os07g37320) guide RNA target 2：
经CRISPR-P预测的guide 10 (on-score: 98;highest off-score: 0.5; 基因的正链Chr7:-22354381)，Guide sequence: TACGGGACTGCCAAGATCAAGGG (irregulartarget)；
合成以下2条引物，退火形成adaptor，连入中间载体pYLsgRNA-OsU6a：
MST6T1FP: GCCGTACGGGACTGCCAAGATCAA；
MST6T1RP: AAACTTGATCTTGGCAGTCCCGTA。
2、构建中间载体
（1）Adapter 制备：
Guide RNA target 的一对引物各1 μL（10 μM），加入ddH2O 8 μL，90℃孵育15sec，然后置于室温。
（2）sgRNA表达盒制备：
每个sgRNA表达盒按以下体系进行反应，PCR反应程序：不用热盖，37℃ 5 min， 20℃ 5 min，5个循环。PCR反应体系如下：10 × Cutsmart Buffer 1 μL；PYLsgRNA中间载体20 ng；ATP 1.0 mM 0.5 μL；Adapter（0.05 μM）0.5 μL；BsaI-HF 1.5 μL；T4 DNA ligase20 U；ddH2O补足至10 μL。
（3）两轮 PCR
第一轮PCR：
将上一步得到的每个sgRNA表达盒稀释10倍作为DNA模板，引物为UF/RP，FP/gR-R，FP和RP分别为adapter正反向引物，按phanta 25 μL 体系进行反应，反应程序中退火60℃，延伸时间20 sec，28个循环，其余与正常phanta PCR反应程序相同。
第二轮PCR：
将第一轮PCR 产物稀释10 倍，将对应的guide RNA target 1与guide RNAtarget 2 等量混合作为DNA 模板，引物分别为 Pps-R/Pgs-2和Pps-2/Pgs-L两对，按phanta 50 μL 体系分别扩增pYLsgRNA-OsU3-T1与pYLsgRNA-OsU6a-T1，反应程序同为退火58℃，延伸时间 40 sec，30个循环，其余与正常phanta PCR反应程序相同。完成后进行琼脂糖凝胶电泳观察条带大小，扩增sgRNA盒对应长度为OsU3m-sgRNA = 564 bp，OsU6a-sgRNA= 629 bp，经电泳检测大小正确，切胶回收这两个中间载体。
以上使用的引物序列如表1所示。
表1
Figure 359886DEST_PATH_IMAGE001
3、pYLCRISPR/Cas9Pubi-H载体按如下体系构建：10 × CutSmart buffer 1.5 µL；50 mM ATP 0.3 µL；pYLCRISPR/Cas9 100 ng；sgRNA cassettes 20 ng/cassette；BsaI-HF 0.5 µL；T4 DNA ligase 0.1 µL；ddH2O补足至15 µL。
PCR反应程序如下： 37℃ 5 min， 10℃ 5 min， 20℃ 5 min， 15 个循环。
4、转化：将PCR产物转化到DH5α感受态细胞，测序鉴定正确后进行农杆菌愈伤侵染。
获得的转基因植株通过测序检测MST6和MST3的编辑情况，分析得出MST6和MST3编辑类型如图5所示。
通过对转基因材料株高和分蘖的统计分析发现，获得的不同类型的mst6 mst3双突变体（敲除MST6和MST3的双突变体）均表现出分蘖显著减少的表型（图6的A和图6的C），株高有小幅度降低（图6的A和图6的B）。而获得的mst6和mst3的单突变体的分蘖数和株高数相比于野生型日本晴没有明显改变。
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MST6基因及其同源基因MST3在调控植物分枝或分蘖中的应用
<130> KHP221110832.0YS
<160> 28
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 530
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
Met Ala Gly Gly Val Val Val Asn Asn Gly Gly Gly Lys Asp Tyr Pro
1 5 10 15
Gly Lys Leu Thr Met Phe Val Leu Phe Ala Cys Ile Val Ala Ala Thr
20 25 30
Gly Gly Leu Ile Phe Gly Tyr Asp Ile Gly Ile Ser Gly Gly Val Thr
35 40 45
Ser Met Asn Pro Phe Leu Ile Lys Phe Phe Pro Ser Val Tyr Arg Lys
50 55 60
Glu Gln Ala Ala Glu Lys Asn Gln Ser Asn Gln Tyr Cys Lys Phe Asp
65 70 75 80
Ser Pro Leu Leu Thr Met Phe Thr Ser Ser Leu Tyr Leu Ala Ala Leu
85 90 95
Val Ala Ser Phe Phe Ala Ser Thr Val Thr Arg Val Ala Gly Arg Lys
100 105 110
Trp Ser Met Phe Gly Gly Gly Val Thr Phe Leu Val Gly Ala Ala Leu
115 120 125
Asn Gly Ala Ala Lys Asn Val Leu Met Leu Ile Leu Gly Arg Val Leu
130 135 140
Leu Gly Val Gly Val Gly Phe Ala Asn Gln Ser Val Pro Leu Tyr Leu
145 150 155 160
Ser Glu Met Ala Pro Ala Arg Leu Arg Gly Met Leu Asn Ile Gly Phe
165 170 175
Gln Leu Met Ile Thr Ile Gly Ile Leu Cys Ala Asn Leu Ile Asn Tyr
180 185 190
Gly Thr Ala Lys Ile Lys Gly Gly Trp Gly Trp Arg Val Ser Leu Ala
195 200 205
Leu Ala Ala Val Pro Ala Ala Ile Ile Ala Val Gly Ala Leu Phe Leu
210 215 220
Pro Asp Thr Pro Asn Ser Leu Ile Asp Arg Gly His Thr Asp Ala Ala
225 230 235 240
Lys Arg Met Leu Arg Arg Val Arg Gly Thr Asp Asp Ile Glu Glu Glu
245 250 255
Tyr Asn Asp Leu Val Ala Ala Ser Glu Glu Ser Lys Leu Val Ala His
260 265 270
Pro Trp Arg Asn Ile Leu Gln Arg Arg Tyr Arg Pro Gln Leu Thr Met
275 280 285
Ala Ile Ala Ile Pro Leu Phe Gln Gln Leu Thr Gly Ile Asn Val Ile
290 295 300
Met Phe Tyr Ala Pro Val Leu Phe Lys Thr Leu Gly Phe Ala Asp Asp
305 310 315 320
Ala Ser Leu Met Ser Ala Val Ile Thr Gly Leu Val Asn Val Phe Ala
325 330 335
Thr Phe Val Ser Ile Val Thr Val Asp Arg Leu Gly Arg Arg Lys Leu
340 345 350
Phe Leu Gln Gly Gly Thr Gln Met Leu Ala Cys Gln Ile Val Val Gly
355 360 365
Ser Leu Ile Gly Ala Lys Phe Gly Phe Ser Gly Val Ala Asp Ile Pro
370 375 380
Lys Ala Tyr Ala Ala Phe Val Val Leu Phe Ile Cys Ala Tyr Val Ala
385 390 395 400
Gly Phe Ala Trp Ser Trp Gly Pro Leu Gly Trp Leu Val Pro Ser Glu
405 410 415
Ile Phe Pro Leu Glu Ile Arg Ser Ala Gly Gln Ser Ile Asn Val Ser
420 425 430
Val Asn Met Leu Phe Thr Phe Ile Ile Ala Gln Ala Phe Leu Pro Met
435 440 445
Leu Cys Arg Phe Lys Phe Ile Leu Phe Phe Phe Phe Gly Ala Trp Val
450 455 460
Val Ile Met Thr Leu Phe Val Ala Phe Phe Leu Pro Glu Thr Lys Asn
465 470 475 480
Val Pro Ile Glu Glu Met Val Leu Val Trp Lys Ser His Trp Tyr Trp
485 490 495
Gly Arg Phe Ile Arg Asp Glu Asp Val His Val Gly Ala Asp Val Glu
500 505 510
Met Pro Ala Ala Gly Asn Arg Asn Gly Lys Val Asp Pro Ala Lys Leu
515 520 525
Ala Asn
530
<210> 2
<211> 518
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
Met Ala Gly Gly Ala Val Val Ser Thr Gly Ala Gly Lys Asp Tyr Pro
1 5 10 15
Gly Lys Leu Thr Leu Phe Val Phe Phe Thr Cys Val Val Ala Ala Thr
20 25 30
Gly Gly Leu Ile Phe Gly Tyr Asp Ile Gly Ile Ser Gly Gly Val Thr
35 40 45
Ser Met Asp Pro Phe Leu Arg Lys Phe Phe Pro Glu Val Tyr Arg Lys
50 55 60
Lys Gln Met Ala Asp Lys Asn Asn Gln Tyr Cys Lys Tyr Asp Asn Gln
65 70 75 80
Leu Leu Gln Thr Phe Thr Ser Ser Leu Tyr Leu Ala Ala Leu Val Ser
85 90 95
Ser Phe Phe Ala Ala Thr Val Thr Arg Val Leu Gly Arg Lys Trp Ser
100 105 110
Met Phe Ala Gly Gly Leu Thr Phe Leu Ile Gly Ala Ala Leu Asn Gly
115 120 125
Ala Ala Glu Asn Val Ala Met Leu Ile Val Gly Arg Ile Leu Leu Gly
130 135 140
Val Gly Val Gly Phe Ala Asn Gln Ser Val Pro Val Tyr Leu Ser Glu
145 150 155 160
Met Ala Pro Ala Arg Leu Arg Gly Met Leu Asn Ile Gly Phe Gln Leu
165 170 175
Met Ile Thr Ile Gly Ile Leu Ala Ala Glu Leu Ile Asn Tyr Gly Thr
180 185 190
Ala Lys Ile Lys Ala Gly Trp Gly Trp Arg Val Ser Leu Ala Leu Ala
195 200 205
Ala Val Pro Ala Ala Ile Ile Thr Leu Gly Ser Leu Phe Leu Pro Asp
210 215 220
Thr Pro Asn Ser Leu Ile Asp Arg Gly His Pro Glu Ala Ala Glu Arg
225 230 235 240
Met Leu Arg Arg Ile Arg Gly Ser Asp Val Asp Val Ser Glu Glu Tyr
245 250 255
Ala Asp Leu Val Ala Ala Ser Glu Glu Ser Lys Leu Val Gln His Pro
260 265 270
Trp Arg Asn Ile Leu Arg Arg Lys Tyr Arg Ala Gln Leu Thr Met Ala
275 280 285
Ile Cys Ile Pro Phe Phe Gln Gln Leu Thr Gly Ile Asn Val Ile Met
290 295 300
Phe Tyr Ala Pro Val Leu Phe Asp Thr Leu Gly Phe Lys Ser Asp Ala
305 310 315 320
Ser Leu Met Ser Ala Val Ile Thr Gly Leu Val Asn Val Phe Ala Thr
325 330 335
Leu Val Ser Ile Phe Thr Val Asp Arg Leu Gly Arg Arg Lys Leu Phe
340 345 350
Leu Gln Gly Gly Ala Gln Met Val Val Cys Gln Val Val Val Gly Thr
355 360 365
Leu Ile Ala Val Lys Phe Gly Thr Ser Gly Ile Gly Asp Ile Pro Lys
370 375 380
Gly Tyr Ala Ala Val Val Val Leu Phe Ile Cys Met Tyr Val Ala Gly
385 390 395 400
Phe Ala Trp Ser Trp Gly Pro Leu Gly Trp Leu Val Pro Ser Glu Ile
405 410 415
Phe Pro Leu Glu Ile Arg Pro Ala Gly Gln Ser Ile Asn Val Ser Val
420 425 430
Asn Met Leu Phe Thr Phe Val Ile Ala Gln Ala Phe Leu Thr Met Leu
435 440 445
Cys His Met Lys Phe Gly Leu Phe Tyr Phe Phe Ala Gly Trp Val Val
450 455 460
Ile Met Thr Val Phe Ile Ala Leu Phe Leu Pro Glu Thr Lys Asn Val
465 470 475 480
Pro Ile Glu Glu Met Val Leu Val Trp Lys Ser His Trp Phe Trp Arg
485 490 495
Arg Phe Ile Gly Asp His Asp Val His Val Gly Ala Asn His Val Ser
500 505 510
Asn Asn Lys Leu Gln Pro
515
<210> 3
<211> 1593
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
atggccggcg gcgtggtggt gaacaacgga ggggggaagg actaccccgg gaagctcacc 60
atgttcgtcc tcttcgcctg catcgtcgca gccaccggcg gcctcatctt cggatatgac 120
atcggcatct ccgggggtgt gacgtcgatg aacccgttcc tgatcaagtt cttcccgtcg 180
gtgtaccgga aggagcaggc ggcggagaag aaccagagca accagtactg caagttcgac 240
agcccgctgc tgaccatgtt cacctcgtcg ctctacctcg ccgcgctcgt cgcctccttc 300
ttcgcgtcca ccgtcacccg cgtcgcgggg cgcaagtggt ccatgttcgg cggcggcgtc 360
accttcctcg tcggcgccgc gctcaacggc gccgccaaga acgtgctcat gctcatcctc 420
ggccgcgtcc tcctcggtgt cggcgtcggc ttcgccaacc agtctgtgcc gctgtacctg 480
tcggagatgg cgccggcgag gctgcgcggg atgctcaaca tcgggttcca gctgatgatc 540
accattggca tcctgtgcgc caacctgatc aactacggga ctgccaagat caagggcggg 600
tgggggtggc gcgtgagcct ggcgctggcg gcggtgccgg cggcgatcat cgccgtgggc 660
gcgctcttcc tccctgacac gcccaactcc ctcatcgacc gcggccacac cgacgccgcc 720
aagcgcatgc tccggcgcgt gcgcggcacc gacgacatcg aggaggagta caacgacctg 780
gtggccgcca gcgaggagtc caagctcgtg gcgcacccgt ggcggaacat cctccagcgc 840
cggtacaggc cgcagctgac catggccatc gccatcccgc tgttccagca gctgacgggg 900
atcaacgtca tcatgttcta cgcgccggtg ctgttcaaga cgctgggatt cgccgacgac 960
gcgtccctca tgtccgccgt gatcaccggc ctcgtgaacg tcttcgccac cttcgtgtcc 1020
atcgtgaccg tcgaccgcct cggccgccgg aagctgttcc tccagggcgg gacgcagatg 1080
ctggcgtgcc agatcgtcgt cggaagcctc atcggcgcca agttcgggtt ctccggcgtg 1140
gccgacatcc ccaaggcgta cgcggcgttc gtggtgctct tcatctgcgc ctacgtcgcc 1200
gggttcgcgt ggtcgtgggg gcccctgggc tggctcgtcc ccagcgagat cttcccgctg 1260
gagatcaggt cggcggggca gagcatcaac gtgtcggtga acatgctctt caccttcatc 1320
atcgcgcagg cgttcctccc catgctctgc cgcttcaagt tcatcctctt cttcttcttc 1380
ggcgcgtggg tggtgatcat gacgctgttc gtcgccttct tcctgccgga gaccaagaac 1440
gtgcccatcg aggagatggt gctcgtctgg aagtcgcact ggtactgggg caggttcatc 1500
cgcgacgagg acgtgcacgt cggcgccgac gtcgagatgc ccgccgccgg caaccgcaac 1560
ggcaaggtcg acccggccaa gctcgccaac tga 1593
<210> 4
<211> 1557
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
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gtgtatcgga agaagcagat ggcggacaag aacaaccagt actgcaagta cgacaaccag 240
ctgctgcaga ccttcacctc gtcgctctac ctcgccgccc tcgtctcctc cttcttcgcc 300
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taccgcgccc agctcaccat ggccatctgc atccccttct tccagcagct caccgggatc 900
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tcgctcatgt ccgccgtcat cacgggcctc gtcaacgtct tcgccacgct ggtgtccatc 1020
ttcaccgtgg accgcctcgg ccgccgcaag ctgttcctgc agggcggggc gcagatggtg 1080
gtgtgccagg tggtggtggg gacgctgatc gccgtcaagt tcgggacgag cggcatcggc 1140
gacatcccca aggggtacgc ggcggtggtg gtgctcttca tctgcatgta cgtggcaggg 1200
ttcgcgtggt cgtggggccc actggggtgg ctcgtcccca gcgagatctt cccgctggag 1260
atccggccgg cggggcagag catcaacgtg tcggtgaaca tgctcttcac cttcgtcatc 1320
gcgcaggcct tcctcaccat gctctgccac atgaagttcg gcctcttcta cttcttcgcc 1380
ggatgggtcg tcatcatgac cgtcttcatc gccctcttcc tccccgagac caagaacgtc 1440
cccatcgagg agatggtgct cgtctggaag tcccactggt tctggcgccg attcatcgga 1500
gaccacgacg tccacgtcgg cgccaaccac gtctccaaca ataagctcca accataa 1557
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
tccatcttgg catctctcag 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
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<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
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<210> 8
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
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<210> 9
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
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<210> 10
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
caccggcacc gactgatt 18
<210> 11
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 11
ggacagccca gatcactagt atggccggcg gcgtggtggt 40
<210> 12
<211> 39
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 12
cccttgctca ccatggatcc gttggcgagc ttggccggg 39
<210> 13
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 13
ggacagccca gatcactagt atggccggcg gcgcggtggt 40
<210> 14
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<212> DNA
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<400> 14
cccttgctca ccatggatcc tggttggagc ttattgttgg 40
<210> 15
<211> 38
<212> DNA
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tatcgatacc gtcgacatgg ccggcggcgt ggtggtga 38
<210> 16
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 16
gtcaccaatt cacacgtgtc agttggcgag cttggccggg 40
<210> 17
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 17
agttcttccc ggaggtgtat cgg 23
<210> 18
<211> 23
<212> DNA
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ggcagttctt cccggaggtg tat 23
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<211> 23
<212> DNA
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<400> 19
aaacatacac ctccgggaag aac 23
<210> 20
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 20
tacgggactg ccaagatcaa ggg 23
<210> 21
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 21
gccgtacggg actgccaaga tcaa 24
<210> 22
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 22
aaacttgatc ttggcagtcc cgta 24
<210> 23
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 23
ctccgtttta cctgtggaat cg 22
<210> 24
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 24
cggaggaaaa ttccatccac 20
<210> 25
<211> 42
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 25
ttcagaggtc tctaccgact agtatggaat cggcagcaaa gg 42
<210> 26
<211> 37
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 26
agcgtgggtc tcgtcagggt ccatccactc caagctc 37
<210> 27
<211> 38
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 27
ttcagaggtc tctctgacac tggaatcggc agcaaagg 38
<210> 28
<211> 42
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 28
agcgtgggtc tcgctcgacg cgtatccatc cactccaagc tc 42

Claims (9)

1.水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在促进水稻分蘖发育中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6基因，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
2.水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在增加水稻分蘖数目或提高水稻单株穗粒数中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6基因，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
3.水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在增加水稻分蘖数目或提高水稻单株穗粒数的种质资源改良中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6基因，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
4.水稻单糖转运基因、其编码蛋白或含有所述水稻单糖转运基因的生物材料在增加水稻分蘖数目或提高水稻单株穗粒数的遗传育种中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6基因，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；
所述生物材料包括表达盒、载体或宿主细胞。
5.水稻单糖转运基因的强化表达或其编码蛋白的酶活性增强在促进水稻分蘖发育中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6基因，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
6.水稻单糖转运基因的强化表达或其编码蛋白的酶活性增强在增加水稻分蘖数目或提高水稻单株穗粒数中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6基因，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
7.水稻单糖转运基因的弱化表达或其编码蛋白的酶活性降低在抑制水稻分蘖发育中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6和MST3基因，MST6基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQID NO.1所示，MST3基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
8.水稻单糖转运基因的弱化表达或其编码蛋白的酶活性降低在减少水稻分蘖数目中的应用；
所述水稻单糖转运基因为MST6和MST3基因，MST6基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQID NO.1所示，MST3基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
9.一种增加水稻分蘖数目的方法，其特征在于，所述方法包括强化水稻单糖转运基因的表达和/或增强水稻单糖转运基因编码蛋白的酶活性的步骤；
所述水稻单糖转运基因为MST6基因，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
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