CN114480443B

CN114480443B - 一种水稻株高株型调节基因OsUBR7的应用

Info

Publication number: CN114480443B
Application number: CN202210248417.4A
Authority: CN
Inventors: 刘耀光; 郑洋谊; 初志战; 罗燕秋; 张森森; 林惠芳; 赵秀彩
Original assignee: South China Agricultural University
Current assignee: South China Agricultural University
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2042-03-14
Also published as: CN114480443A

Abstract

本发明提供了一种水稻株高株型调节基因OsUBR7的应用。SEQ ID NO:1所示OsUBR7基因或SEQ ID NO:2所示OsUBR7蛋白在调节水稻株高株型中的应用。本发明利用CRISPR/Cas敲除水稻OsUBR7基因或编辑其表达调控区，可使突变体株高适度降低，但保持其单株稻谷产量。本发明研究表明OsUBR7基因能有效调节水稻株高株型发育，可成为水稻半矮化育种和株型改良的新基因资源，保持水稻遗传的多样性，提高水稻的生产潜力，实现对水稻株高的定向改良。

Description

一种水稻株高株型调节基因OsUBR7的应用

技术领域

本发明属于基因工程技术和作物品种改良技术领域。更具体地，涉及一种水稻株高株型调节基因OsUBR7的应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是亚洲热带广泛种植的重要谷物，不仅是世界半数以上人口的主要农作物，还是单子叶植物遗传和基因组研究的模式生物。水稻产量不仅取决于单位面积穗数、粒重和每穗粒数，还受株高株型的影响。水稻半矮秆株型可减少倒伏，增加收获指数，是实现高产的重要农艺性状。株高是水稻品种的重要农艺性状之一，直接影响水稻品种的丰产潜力和抗倒伏性能。自上世纪60年代“绿色革命”开始以来，控制株高基因SD1被广泛应用于水稻半矮化育种，在提高水稻产量和抗倒伏方面取得了巨大成就。

近年来，随着科学技术的不断提高，越来越多的水稻株高调控基因被发现和定位。但是，新发现的株高调控基因往往带有产量或有效分蘖的副作用，不能应用于实际生产。在机理方面，目前报道的水稻矮化突变体大多与植物激素如赤霉素(GAs)、油菜素内酯(BRs)、独脚金内酯(SLs)等相关，而SD1也是GA相关基因。“绿色革命”基因SD1的广泛应用，也存在遗传资源单一的脆弱性，因此挖掘和鉴定出更多的新的能够控制水稻株高的基因，揭示其株高发育分子调控机理，不仅能增强对植物株型建成的理解，指导生产育种实现对水稻株高的定向改良，而且能够保证水稻半矮化育种遗传资源的多样性，具有重大的理论和应用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述问题的缺陷和不足，提供一种水稻株高株型调节基因OsUBR7的应用，作为具有调节水稻株型高以及具有育种价值的新基因资源。

本发明的第一个目的是提供OsUBR7基因或OsUBR7蛋白的应用。

本发明的第二个目的是提供一种利用基因改造水稻株高株型的育种方法。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

本发明基于CRISPR/Cas9基因编辑的水稻基因敲除突变体库中发现一个粳稻品种日本晴的半矮化突变体。经过对靶点处DNA序列测序发现：该突变体是Os06g0529800基因第一外显子发生单碱基A插入而移码突变，导致该基因功能缺失的隐性突变体。Os06g0529800基因编码一个真核生物中保守的E3泛素连接酶(UBIQUITIN PROTEIN LIGASE E3COMPONENT N-RECOGNIN 7，简称OsUBR7)。所述OsUBR7基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，其编码蛋白OsUBR7的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

本发明研究显示，通过构建包含整个2293bp启动子区、5901bp ORF区和1228bp终止子区序列的OsUBR7功能互补载体，转化半矮秆突变体osubr7，证实互补转化体能恢复到野生型株高。此外，还研究发现，CRISPR/Cas9敲除粳稻品种台中65(T65)的该基因获得的突变系osubr7-T65，在株高降低的情况下保持单株产量不变。进一步通过CRISPR/Cas9对籼稻品种黄华占的OsUBR7启动子区的包含多个保守元件的靶点进行编辑突变，获得突变体，从而微调OsUBR7基因的表达量，从中筛选出株高微降的株系。表明OsUBR7基因能有效调节水稻株高株型发育，可通过调控OsUBR7基因的表达量或其蛋白活性与调节水稻株高株型发育。

因此，本发明提供所述OsUBR7基因、OsUBR7蛋白在调节水稻株高株型、改变水稻株高的植物育种、水稻半矮秆育种、构建半矮化突变体的转基因植物或制备调节水稻株高株型制剂中的应用。

本发明提供一种利用基因改造水稻株高株型的育种方法，对水稻中OsUBR7基因进行定点敲除或表达抑制的基因编辑，获得株高或株型突变系。

优选地，所述方法利用基因编辑技术，对OsUBR7编码区或表达调控区进行敲除突变或表达变化的编辑，或对OsUBR7编码区密码子进行碱基编辑调控OsUBR7表达水平或蛋白活性，或通过反义基因技术或RNA干扰技术对OsUBR7基因进行表达抑制，获得株高或株型突变系。

更优选地，利用CRISPR/Cas基因编辑系统对OsUBR7基因进行功能敲除。

更优选地，利用CRISPR/Cas单碱基编辑器或先导编辑器(Prime Editor)对OsUBR7基因表达调控元件或密码子进行定点编辑，调节其表达水平或蛋白活性。

更优选地，利用CRISPR/Cas基因编辑系统对OsUBR7基因的表达调控区如启动子调控区，5’和3’非翻译区(UTR)进行一个或多个靶点进行定点编辑，调节其表达活性或翻译效率。

更优选地，所述部分靶点的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示。

更优选地，所述部分靶点通过核苷酸序列如SEQ ID NO:4～5所示的靶点接头序列连接入sgRNA表达盒中间载体，再将其连接入CRISPR/Cas9载体，将构建好的CRISPR/Cas9载体转入农杆菌中，侵染受体水稻品系中。

更优选地，本发明利用核苷酸序列如SEQ ID NO:6～7所示的引物筛选定点敲除阳性植株。

更优选地，构建含基因OsUBR7基因编码区或表达调控区靶点序列的CRISPR/Cas基因编辑载体，转化野生型水稻，获得株高或株型突变系。

本发明具有以下有益效果：

本发明得到了一个调控植物株高的表观遗传修饰相关的E3泛素连接酶基因OsUBR7。利用基因工程手段定点敲除粳稻品种台中65的OsUBR7基因可获得半矮化突变体，使株型更加理想，且单株产量没有降低；进一步对籼稻品种黄华占的OsUBR7启动子区多位点编辑微调其表达水平，获得具有株高稍微降低，但产量没有降低的变异株系。本发明研究表明OsUBR7基因能够调控水稻株高，对构建理想株型用于杂交水稻育种，提高水稻抗倒伏能力的遗传改良上具有较好的应用潜力，为水稻株型育种提供了新的可用基因资源。

附图说明

图1为高秆的粳稻品种台中65及其半矮化突变体osubr7的表型和基因编辑示意图；(A)OsUBR7基因结构及其CRISPR/Cas9敲除靶点(T1)在1个T₁代单碱基纯合突变体osubr7#5的测序结果(插入A碱基，产生移码突变)。带下划线的DNA序列表示靶点PAM(protospacer adjacent motif)序列；(B)osubr7突变T₁代植株的T-DNA转基因元件(含有Cas9基因，向导RNA/sgRNA，抗潮霉素基因HPT)分析，以HPT和Cas9特异引物进行PCR检测，分离到不携带转基因的osubr7#5和osubr7#8单株；(C)WT是野生型台中65和osubr7#5和osubr7#8株系表型，标尺＝20cm；(D)WT和osubr7#5和osubr7#8株系之间的株高比较。数据是平均值±SD(n＝30株)。星号为显著性分析t检验，**表示p<0.01，差异极为显著；(E)WT和两个突变株系之间的单株产量比较。数据是平均值±SD(n＝30株)。

图2为携带全长OsUBR7基因及其自身启动子的互补载体的遗传转化植株表型和功能验证；(A)WT是野生型粳稻品种日本晴表型，osubr7是日本晴敲除OsUBR7后的突变体表型，OsUBR7^t#5和OsUBR7^t#7是互补载体转化osubr7突变体后的转化植株表型，标尺＝20cm；(B)WT，osubr7和OsUBR7功能互补株系之间的株高比较。数据是平均值±SD(n＝30株)。星号为显著性分析t检验，**表示p<0.01，差异极为显著；(C)WT，osubr7和OsUBR7功能互补株系之间的OsUBR7基因相对内参基因Actin1表达量比较。数据是平均值±SD(n＝3个生物重复)。星号为显著性分析t检验，**表示p<0.01，差异极为显著。

图3为对籼稻品种黄华占OsUBR7基因启动子区的2个含保守顺式元件的靶点进行编辑的突变株系表型及启动子区编辑位置示意图；(A)在OsUBR7启动子区中的2个CRISPR/Cas9编辑靶点(T2,T3)及其顺式保守元件示意图位点，以及2个突变体OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9的纯合等位突变序列(a1,a2)。(B)是黄华占(WT)，OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9的植株表型。标尺＝20cm。(C)黄华占(WT)，OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9株系的株高比较。数据是平均值±SD(n＝30株)。星号为显著性分析t检验，**表示p<0.01，差异极为显著；(D)黄华占(WT)，OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9株系的OsUBR7基因相对于内参基因Actin1表达量比较。数据是平均值±SD(n＝3个生物重复)。星号为显著性分析t检验，**表示p<0.01，差异极为显著；(E)黄华占(WT)，OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9株系的单株产量比较。数据是平均值±SD(n＝30株)。星号为显著性分析t检验，NS表示差异不显著。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

以下实施例中采用的高秆粳稻品种台中65、籼稻品种黄华占来源于华南农业大学生命科学学院刘耀光实验室。

实施例1基于CRISPR/Cas9技术对高秆粳稻品种OsUBR7基因敲除获得半矮秆水稻试验

一、实验方法

本发明在基于CRISPR/Cas9基因编辑的水稻基因敲除突变体库中发现一个粳稻品种日本晴的半矮化突变体，对该靶点处DNA序列测序发现：该突变体是Os06g0529800基因第一外显子发生单碱基A插入而移码突变，导致该基因功能缺失的隐性突变体。该基因编码一个真核生物中保守的E3泛素连接酶(UBIQUITIN PROTEIN LIGASE E3 COMPONENT N-RECOGNIN 7，简称OsUBR7)。OsUBR7基因的核酸序列如SEQ ID NO:1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

根据OsUBR7基因的核酸序列SEQ ID NO:1，在OsUBR7第1外显子选取一段20bp的序列：CCAGTCAGCCAACCAATGGC(SEQ ID NO:3)作为OsUBR7敲除靶点。按照现有技术中CRISPR/Cas9载体系统及其操作方法(Ma X.,Zhang Q.,Zhu Q.,Liu W.,Chen Y.,Qiu R.,Wang B.,Yang Z.,Li H.,Lin Y.,et al.(2015).A Robust CRISPR/Cas9 System for Convenient,High-Efficiency Multiplex Genome Editing in Monocot and Dicot Plants.MolPlant 8:1274-1284.)，将该靶点接头序列U6a-OsUBR7-F和U6a-OsUBR7-R(其引物的核苷酸序列依次如SEQ ID NO:4～5所示)，连接入引导RNA(sgRNA)表达盒中间载体pLYsgRNA-OsU6a，经PCR扩增sgRNA表达盒片段后，将其连接入CRISPR/Cas9载体。gRNA表达盒连接反应体系及PCR扩增体系和程序如下表所示。

表1 gRNA表达盒连接反应体系

表2 第一轮PCR扩增gRNA表达盒

第一轮PCR扩增步骤：

95℃2min；95℃10s，60℃15s，72℃20s，共26-28cycles；72℃5min。

表3 gRNA表达盒第二轮PCR扩增

第二轮PCR扩增步骤：

95℃2min；95℃10s，55℃15s，72℃20s，共26-28cycles；72℃，5min。

表4 pYLCRISPR/Cas9Pubi-H与gRNA表达盒连接

边切边连步骤：

37℃5min，10℃5min；20℃5min，共16-18cycles；37℃，5min。

将连接产物转化大肠杆菌DH10B，鉴定阳性克隆并提取质粒测序。将构建成功的CRISPR/Cas9载体转入农杆菌EHA105中，并通过农杆菌介导的方法导入至高秆粳稻品种台中65中，进而利用下表6中的引物对OsUBR7-F和OsUBR7-R(其引物核苷酸序列如SEQ ID NO:6～7所示)通过PCR扩增T₁代突变株的一段含有靶点的片段，并进行测序分析。

表5 PCR反应扩增体系

PCR扩增程序：

94℃5min；94℃30s，55-60℃30s，72℃1min，共27-32cycles；72℃5min。

再利用表6中的引物对HPT-F/HPT-R和Cas9-F/Cas9-R进行PCR，扩增突变体T₁代株系植株的抗潮霉素基因HPT和Cas9基因部分序列(T₁代株系产生T-DNA存在和不存在的分离)，再进行电泳检测，最终筛选获得不携带T-DNA转基因元件的osubr7突变体。

表6 OsUBR7的敲除载体构建及检测引物

二、实验结果

筛选获得osubr7突变体的靶点编辑分析如表7所示。

表7 敲除突变体osubr7的靶点编辑分析

基于CRISPR/Cas9技术对高秆粳稻品种OsUBR7基因敲除获得半矮秆水稻结果如图1所示，在图1A中显示OsUBR7基因具有5个外显子和4个内含子，编码一个E3泛素连接酶基因；在CRISPR/Cas9编辑的T₁代植株中，采用HPT和Cas9特异引物进行PCR扩增后电泳检测结果如图1B所示，以PCR筛选出携带osubr7突变(移码突变)但不携带转基因T-DNA的突变体osubr7#5及osubr7#8，分离得到不携带转基因的osubr7#5和osubr7#8单株，其表型如图1C所示；进一步对WT(野生型台中65)、osubr7#5和osubr7#8株系之间的株高进行比较，数据如图1D所示，表明osubr7#5和osubr7#8与WT的株高差异极显著，这2个突变系的表现为株高降低到90cm左右，相对于野生型的偏高株高(约117cm)具有较好的株型。图1E为WT和两个突变株系之间的单株产量比较，对单株产量的统计发现这些突变系相对野生型并没有减产。

实施例2以OsUBR7全长基因功能互补osubr7突变体

一、实验方法

以粳稻日本晴基因组DNA为模板，使用下表11中的OsUBR7互补载体构建的引物OsUBR7-F和OsUBR72-R，通过PCR扩增出包含OsUBR7启动子区、ORF区和终止子的序列，并克隆至双元载体pCambia1300。

表8 pCambia1300载体质粒双酶切反应体系

表9 PCR扩增OsUBR7基因体系

PCR扩增程序：

94℃5min；94℃30s，55-60℃30s，72℃5min，共30-32cycles；72℃5min。

将构建成功的质粒转入农杆菌EHA105中，通过农杆菌介导的方法导入至osubr7突变体中，获得功能互补转基因植株(OsUBR7^t)，进而观察这些转化体的表型。

再利用实施例1表6中的转基因植株检测引物HPT-F、HPT-R、Cas9-F和Cas9-R进行T₀代的转基因检测，并对T₁代株系使用表11中的OsUBR7定量引物检测OsUBR7^t转基因的相对表达量。

表10 qRT-PCR反应体系

qRT-PCR运行程序：

95℃30s；95℃5s，55℃15s，72℃10s，共40-45cycles；65℃-95℃测定熔解曲线。

表11 OsUBR7的互补载体构建及定量引物

二、实验结果

本发明用OsUBR7互补载体转化osubr7突变体的转化体株高恢复为野生型株高水平其结果如图2A-2B所示，表明OsUBR7是水稻株高相关基因。通过进一步转录表达分析表明如图2C所示，两个T₁代转基因株系OsUBR7^t#5和OsUBR7^t#7的OsUBR7表达水平较野生型明显提高；此互补实验表明OsUBR7基因的功能是调控株高发育。

实施例3编辑OsUBR7启动子区顺式作用元件微调OsUBR7的表达和株高

一、实验方法

对于一些株高稍微偏高的水稻品种，只需要轻微下调其株高就能达到理想的株型。本发明为了微调OsUBR7的表达水平以达到轻微下调株高的目的，开发了编辑OsUBR7启动子区的顺式作用元件来微调基因表达的方法。通过分析OsUBR7基因上的启动子区约1.6kb的核酸序列，选取了含有赤霉素响应元件(GARE-motif)和ABA相关和光响应元件(ABRE、G-box，box II)的20bp序列作为编辑靶点T2，T3。按照表12的靶点接头序列连入sgRNA表达盒中间载体，再将表达盒连入CRISPR/Cas9载体。将构建好的载体转入农杆菌EHA105中，通过农杆菌介导的方法转化籼稻品种黄华占。

表12 OsUBR7启动子区基因编辑引物

二、实验结果

结果如图3所示，其中图3A为在OsUBR7启动子区中的2个CRISPR/Cas9编辑靶点(T2，T3)及其顺式保守元件示意图位点，以及2个突变体OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9的纯合等位突变序列(a1，a2)。靶点测序发现，OsUBR7^pro#6的T2靶点发生了3bp缺失，并且破坏了所在的ABRE元件；OsUBR7^pro#9的T3靶点插入1个A碱基，虽然没有破坏所在的GARE元件，但其旁邻序列发生的改变也会影响此基因的表达活性。

对OsUBR7启动子区编辑后的T1代株系进行筛选，黄华占(WT)，OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9的植株表型如图3B所示，发现部分株系(OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9)的株高相对野生型黄华占有6～8cm的轻微降低，如图3C所示。

进一步转录表达分析表明，图3D为黄华占(WT)，OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9株系的OsUBR7基因相对于内参基因Actin1表达量比较，此2个突变株系的OsUBR7表达水平均较野生型略微降低。通过对黄华占(WT)，OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9株系的单株产量比较如图3E所示，发现OsUBR7^pro#6和OsUBR7^pro#9的单株产量相对于野生型没有显著降低。这些结果表明，可以通过对OsUBR7启动子调控区的编辑，微调水稻的株高，从而更精确地利用OsUBR7调节水稻株型株高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

序列表

<110> 华南农业大学

<120> 一种水稻株高株型调节基因OsUBR7的应用

<160> 7

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 4784

<212> DNA

<213> OsUBR7基因(SIPOSequenceListing 1.0)

<400> 1

actataatct tctagaatta gaaccatgcc actctatcac gagttcctct cccctcaacg 60

agtgaaatca tgattatagt aacaggtaag tggcatccgt aaatcatgat tagctcactt 120

ccaaccaata taaagcagta acatgtggca ggaaacatgg aagggaatag gaagtcggaa 180

taggtaagtc gcatccataa gattagggga tgaaactttg aatccggtga ttacgtagac 240

taattctgtt aaaaaaatag tgcaaatata taaataatgg aagcgactac atcgagatgg 300

gtagtgcgat agcgctatcc agcgacgggg ggttttcctc cctccccgcg cgcgtcctgg 360

caaaaaaaaa aaaaaaaaga aacgcccacg ccctagccca aaaaaggaaa acacgcacga 420

agagaaggag cgggagaagg aaaaattagc aaacaaatcg acggagagga aacaaacaga 480

aagagcatat ccaaaaaaat aaagaaaaaa ctatattaac taaagttact tcctctcaac 540

accaagttac tttttaaaac atatgaaagt tacttcctta tagcatacaa gttatttcta 600

agaatcgtta aactaaaaag agtgtttcta tcgttaccgt tgcctcctta ataatgaaat 660

gcaaaaagac tcatgagtga tctaatcaat aaaacacaca agtcaagaaa cattaaagtt 720

acttctcagt aataataaag ttacttccta cgaagatgca acatttattg agcctaggaa 780

aagccaagag ctagggaggt cgagacacag aacatttatc atcccgcaca tcagatcaaa 840

gccaaagaga aaaaaaagtt acttctaaca aacactaaag ttacttctca taaacaagta 900

tgttactttt atgacatata aaagttactt catataaaca ttcaatattt atcaaagcca 960

ggagaagcca agagctaagg agatcaagac agacacaaca ttcatcaccc cgcacatcat 1020

atcaaagcca aagagaaacc aaagagctgg ggagatcgag atacacacaa agagcgatgt 1080

catgccgtac gaaccccagc gcaactgcag gctcctggcg gttgtggaag aggaggagcg 1140

gccacatgca tcgccgacgc ccatagtgac ggaatcgaat cgaaacccca gtggcgcttc 1200

cttcttttct cccctcgatg actcgcttgc ttggcggcag cggcggcgac gactggaagg 1260

tctacttcta cgtatcccct accgccgcac gctggagacg ccgcacgggc tggggcacgc 1320

cttcgaggct agctgcatcg ccggcgtccg ggaggagcca tggctcaagg agcagaactt 1380

cagcaacttt catgataggg acaagatgcg cctggaagtt ctctccgctg ctctgcaatg 1440

tgtgcgtgct tgtatggctt agaagcagcc acgtcgattc aagagggagg agattaaaag 1500

agagagatcg gttggctcgg acacccgtcg cgctataaga ctatgtcgag aggcctctcg 1560

acatagattt taccataaat aatataagtc atgttgaaaa tacctttaat gataaaaatc 1620

ataacaacat aaatacactc acaaagttct tttaatgaga tgaatctcaa acataatgtc 1680

caaaagtaaa caatgctatc aatttataaa atcagctatt ttataaaacc cagatcatgc 1740

atgagttact cacgagtaaa atacaaaacc cggctatgct cgctagggtc tcatctttag 1800

ggtaagacgt gcccacgagt gaaaaatcga accaacccac gctcacaccc atccaacaag 1860

tgtgcgtggt tgttttgtgc aacaaaagag ccacacacat caagacatca aaagccaaca 1920

gaggcaggca ctgcagaatg cagatgcgcc agcggcctcc gtctgatgcg accgccgtgg 1980

cgggaaaccg aaagtggcaa aacctcccgc cccctcaaaa acgaactgat tccccctagc 2040

ctagccgcac ccccactgac tccagggccc tacttcccat ggcccacatg tcagtcccca 2100

acccattcct ccgcggccac gcattaatcc cccccctctc ctcttctctc ccccaccccc 2160

ccacccccca caattttttc tccttttcca ctctcacacc ccgcctcctc ttcctcgtca 2220

cttcccaatc caaaatccaa tcgcggggtt gccaaaccct aaccctaggc accgctcgag 2280

ggaggcggcg gcgatggccg gcgaggggag cggcggcgag ggcggtgcgg gcgccttcga 2340

ggacgaggcg gagccgacgg tcaccatcgg ggagtacatc gaggggatcg aggccgagga 2400

gctggaggcg gatttggtgc tgggcgggga cgacggcaag gagtgcacct acggcggcgg 2460

ctacctcaag cgccaggccg tcttctcctg cctcacctgc gtgccagcgg gtgtcgctgg 2520

agtctgcacc gcctgcagcc tcgcctgcca cgacggccat gaggtcgttg aactatggac 2580

aaagcgaaag tttcgttgtg attgtggcaa ctcaaagttt ggaagtcatg tttgcaaact 2640

ttgccctgag aaagatccag agaatccagt gaattcttat aaccataact tcaaagggtc 2700

ctattgcaca tgtggcaggc cttatcctga tccagaagct gaaaagcaag ttgaaatgat 2760

acaatgctgt atttgtgagg attggttcca cgaggatcat attggtctta actccattga 2820

agagatacca cgagatgagg aaggggagcc actctacgag gatttcatat gccccaaatg 2880

ctcacctaag tgctatttct tgaaattata tccggatact atttgggcat ctaataagca 2940

gagttctgca ccacaagctg agactaccaa ttcaactgtt atgaatggaa attcaagcct 3000

tggtgacata gagaaaagtg aaaatggtgc tcttataaat catttgaatt gtgaaaagac 3060

ctctgacaat gagaattgcc caaaagacag tgtagctcca gaaaaggcca gtctggatga 3120

cagttctgat ggcaaatgta agctaggaat gaacatttgt tcaaatacac catcagctga 3180

ttcagagaaa aagatgccgt tttttatgtc aaaaagctgg agagaggtta tctgtagatg 3240

tgaaacttgc accgacttct atgcacaaca aggtgttgcg taccttatag acaaggaaga 3300

ctctattgag gagtatgaga aggttgctaa gcagaagagg gaaaagaagt tggagcagca 3360

ggaaggagtt gaagcaaact ttcttaattc actcgaccat gtacagaaga ttgagatttt 3420

gagtggcatc aatgacatga agaatgagct tcagtctttt ctggaaactt ttgattcatc 3480

aaaaccggtc acatctgaag atatacgagc tgtttttgag aatcttgcta agaagaaaaa 3540

acagaggttg tcatgaaact cagctgcttg gggttctgtt tgagactaat atatcccact 3600

gccggtcgat cgagcagttt ttctggccac tcccccgtga atttatcgtt cgctatgtca 3660

tggctattgt gtcctgttac ctagcttgta ctcgacttct aatgtagtta gcagaggtag 3720

taatgctaaa tgctccgaac tgagcttctg gtagatgctc cagggcagca gaacaaaatg 3780

tttgctcctt tgtatcaaat caaaagaact ttgtgacgtg gtaatttaca ttacccaaaa 3840

ccgtgtaacc ctttgtgccg ctcctttaat catctgttgc ctatgtgcta tttgtgctta 3900

cagatggtaa ggggaggaac ttggaaacgg ttgcaacttg gaactactgc ttttgggtct 3960

tagcgtgaag ggcatttggg catttggcta gtttagttgg agcagattac tgacctggcc 4020

attccaatgt ctattcagtt catgcattgc tgcaatatac tgcaatcttt tttgcgttgt 4080

gaggcaagtt caagcctggt tttgcaatgg tggttccaaa gggctcgtca ggattgtgaa 4140

agagctttgc attagtcact aatattttga gatagctctt agagaatctg tggttaagtt 4200

ggccaaatcg gttcatgatt gtcccactgt ttttgcttgc gttttattag catgatagtc 4260

cagttgaagg gctatcaaat ctgtcattag taacatggtc acatttaagc agcataaaac 4320

cttgagagac gcccaaacat gacctggtga tgatgatgcc attggatccg attcgggtgc 4380

acctccaaat ctattcataa caactcttgc cagcgatggc gatgccccag ctgccattct 4440

tgtccatggc agcagctagt aagcaaaggc tgctatggat gcaaaatcgg atgagatcaa 4500

cgagacagat agaaccaaga tggtcccctt tgccatgacg ctggtgagat cactcacaaa 4560

ccatcaccat tacctgtctt aaattctgct attatatgta aatgatcagt cacaaatgat 4620

caccattacc tgtctttgat taattgctct tgtagtttgc cgcttagcta gctaataatc 4680

atatcaatcg tctttgtcgt tgctcttgga catcttgtac cgtagtatca ggtgtatatg 4740

catgtcattg ttcttttgcc atgattgatt tgatttggac gcat 4784

<210> 2

<211> 420

<212> PRT

<213> OsUBR7蛋白(SIPOSequenceListing 1.0)

<400> 2

Met Ala Gly Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Gly Ala Gly Ala Pro Gly

1 5 10 15

Ala Gly Ala Gly Pro Thr Val Thr Ile Gly Gly Thr Ile Gly Gly Ile

20 25 30

Gly Ala Gly Gly Leu Gly Ala Ala Leu Val Leu Gly Gly Ala Ala Gly

35 40 45

Leu Gly Cys Thr Thr Gly Gly Gly Thr Leu Leu Ala Gly Ala Val Pro

50 55 60

Ser Cys Leu Thr Cys Val Pro Ala Gly Val Ala Gly Val Cys Thr Ala

65 70 75 80

Cys Ser Leu Ala Cys His Ala Gly His Gly Val Val Gly Leu Thr Thr

85 90 95

Leu Ala Leu Pro Ala Cys Ala Cys Gly Ala Ser Leu Pro Gly Ser His

100 105 110

Val Cys Leu Leu Cys Pro Gly Leu Ala Pro Gly Ala Pro Val Ala Ser

115 120 125

Thr Ala His Ala Pro Leu Gly Ser Thr Cys Thr Cys Gly Ala Pro Thr

130 135 140

Pro Ala Pro Gly Ala Gly Leu Gly Val Gly Met Ile Gly Cys Cys Ile

145 150 155 160

Cys Gly Ala Thr Pro His Gly Ala His Ile Gly Leu Ala Ser Ile Gly

165 170 175

Gly Ile Pro Ala Ala Gly Gly Gly Gly Pro Leu Thr Gly Ala Pro Ile

180 185 190

Cys Pro Leu Cys Ser Pro Leu Cys Thr Pro Leu Leu Leu Thr Pro Ala

195 200 205

Thr Ile Thr Ala Ser Ala Leu Gly Ser Ser Ala Pro Gly Ala Gly Thr

210 215 220

Thr Ala Ser Thr Val Met Ala Gly Ala Ser Ser Leu Gly Ala Ile Gly

225 230 235 240

Leu Ser Gly Ala Gly Ala Leu Ile Ala His Leu Ala Cys Gly Leu Thr

245 250 255

Ser Ala Ala Gly Ala Cys Pro Leu Ala Ser Val Ala Pro Gly Leu Ala

260 265 270

Ser Leu Ala Ala Ser Ser Ala Gly Leu Cys Leu Leu Gly Met Ala Ile

275 280 285

Cys Ser Ala Thr Pro Ser Ala Ala Ser Gly Leu Leu Met Pro Pro Pro

290 295 300

Met Ser Leu Ser Thr Ala Gly Val Ile Cys Ala Cys Gly Thr Cys Thr

305 310 315 320

Ala Pro Thr Ala Gly Gly Gly Val Ala Thr Leu Ile Ala Leu Gly Ala

325 330 335

Ser Ile Gly Gly Thr Gly Leu Val Ala Leu Gly Leu Ala Gly Leu Leu

340 345 350

Leu Gly Gly Gly Gly Gly Val Gly Ala Ala Pro Leu Ala Ser Leu Ala

355 360 365

His Val Gly Leu Ile Gly Ile Leu Ser Gly Ile Ala Ala Met Leu Ala

370 375 380

Gly Leu Gly Ser Pro Leu Gly Thr Pro Ala Ser Ser Leu Pro Val Thr

385 390 395 400

Ser Gly Ala Ile Ala Ala Val Pro Gly Ala Leu Ala Leu Leu Leu Leu

405 410 415

Gly Ala Leu Ser

420

<210> 4

<211> 20

<212> DNA

<213> OsUBR7基因靶点序列(SIPOSequenceListing 1.0)

<400> 4

ccagtcagcc aaccaatggc 20

<210> 5

<211> 24

<212> DNA

<213> U6a-OsUBR7-F(SIPOSequenceListing 1.0)

<400> 5

gccgtactcc ccgatggtga ccgt 24

<210> 5

<211> 24

<212> DNA

<213> U6a-OsUBR7-R(SIPOSequenceListing 1.0)

<400> 5

aaacacggtc accatcgggg agta 24

<210> 6

<211> 20

<212> DNA

<213> OsUBR7-F(SIPOSequenceListing 1.0)

<400> 6

tcccaatcca aaatccaatc 20

<210> 7

<211> 20

<212> DNA

<213> OsUBR7-R(SIPOSequenceListing 1.0)

<400> 7

gcactccttg ccgtcgtccc 20

Claims

1. SEQ ID NO:1所示OsUBR7基因在矮化水稻株高株型中的应用，其特征在于，所述应用是对OsUBR7基因进行定点敲除或表达抑制，OsUBR7基因编码的蛋白OsUBR7的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

2. SEQ ID NO:1所示OsUBR7基因在矮化水稻株高的植物育种中的应用，其特征在于，所述应用是对OsUBR7基因进行定点敲除或表达抑制，OsUBR7基因编码的蛋白OsUBR7的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

3. SEQ ID NO:1所示OsUBR7基因在半矮秆水稻育种中的应用，其特征在于，所述应用是对OsUBR7基因进行定点敲除或表达抑制，OsUBR7基因编码的蛋白OsUBR7的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

4. SEQ ID NO:1所示OsUBR7基因在构建半矮化突变体的转基因水稻中的应用，其特征在于，所述应用是对OsUBR7基因进行定点敲除或表达抑制，OsUBR7基因编码的蛋白OsUBR7的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

5. SEQ ID NO:1所示OsUBR7基因在制备矮化水稻株高株型制剂中的应用，其特征在于，所述应用是对OsUBR7基因进行定点敲除或表达抑制，OsUBR7基因编码的蛋白OsUBR7的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

6. 一种利用基因改造水稻株高株型的育种方法，其特征在于，对水稻中的OsUBR7基因进行定点敲除或表达抑制的基因编辑，获得矮化株高或矮化株型突变系；所述OsUBR7基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，其编码蛋白OsUBR7的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，利用基因编辑技术，对OsUBR7编码区或表达调控区进行敲除突变或表达变化的编辑，获得矮化株高或矮化株型突变系。

8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，利用基因编辑技术，对OsUBR7编码区密码子进行碱基编辑，调控OsUBR7表达水平，获得矮化株高或矮化株型突变系。

9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，通过反义基因技术或RNA干扰技术对OsUBR7基因进行表达抑制，获得矮化株高或矮化株型突变系。

10.根据权利要求7或8所述方法，其特征在于，构建含有OsUBR7基因编码区或表达调控区靶点序列的CRISPR/Cas基因编辑载体，转化野生型水稻，获得矮化株高或矮化株型突变系。