CN114805509B - 蛋白质OsGATA6在调控植物开花时间、穗型、粒形和千粒重中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了蛋白质OsGATA6在调控植物开花时间、穗型、粒形和千粒重中的应用，蛋白质OsGATA6的氨基酸序列如SEQ ID NO:3所示。实验证明，在水稻中过表达OsGATA6基因，得到的转基因水稻；该转基因水稻的开花时间延迟、穗型紧凑、千粒重降低、粒长减少和粒宽减少；在水稻中抑制OsGATA6基因，得到的敲除OsGATA6基因水稻或干扰OsGATA6基因水稻；敲除OsGATA6基因水稻和干扰OsGATA6基因水稻的开花时间提前、穗型稀疏、千粒重提高、粒长增加和粒宽增加。因此，蛋白质OsGATA6可以调控植物开花时间、穗型、千粒重、粒长和粒宽。本发明具有重要的应用价值。

Description

蛋白质OsGATA6在调控植物开花时间、穗型、粒形和千粒重中 的应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及蛋白质OsGATA6在调控植物开花时间、穗型、粒形和千粒重中的应用。

背景技术

水稻(Oryza sativaL.)是我国主要粮食作物。增加水稻单位面积产量一直是育种和生产的重要目标。水稻产量由单位面积有效穗数、穗粒数和粒重三个因素共同决定。有效穗数与株型和分蘖密切相关。穗粒数由穗型决定，穗(花序)分生组织发育产生的枝梗数和小穗数，决定了最大可能的穗粒数。在不明显影响结实率情况下，增加穗粒数能明显提高产量。有报道表明水稻粒重与粒型正相关，而粒型由粒长、粒宽和粒厚共同决定。此外，开花时间是影响水稻产量的重要农艺性状：过早开花营养生长期缩短，生物量积累不够，过晚则会因为生长后期温度降低影响灌浆和结实率，两者均会影响最终产量。关于水稻产量相关性状的调控机制虽然已有很多报道，但仍有不少未知领域亟待研究。鉴定和发现新的产量性状调控基因，研究这些基因的调控机制及内在联系，不但具有重要的理论意义，对于水稻实际生产也具有潜在的应用价值。

发明内容

本发明的目的是调控植物开花时间、穗型、千粒重、粒长和/或粒宽。

本发明首先保护蛋白质OsGATA6的应用，可为如下a1)-a10)中的至少一种：

a1)调控植物开花时间；

a2)调控植物穗型；

a3)调控植物千粒重；

a4)调控植物粒长；

a5)调控植物粒宽；

a6)培育开花时间改变的转基因植物；

a7)培育穗型改变的转基因植物；

a8)培育千粒重改变的转基因植物；

a9)培育粒长改变的转基因植物；

a10)培育粒宽改变的转基因植物。

本发明还保护编码蛋白质OsGATA6的核酸分子应用，可为如下a1)-a10)中的至少一种：

a1)调控植物开花时间；

a2)调控植物穗型；

a3)调控植物千粒重；

a4)调控植物粒长；

a5)调控植物粒宽；

a6)培育开花时间改变的转基因植物；

a7)培育穗型改变的转基因植物；

a8)培育千粒重改变的转基因植物；

a9)培育粒长改变的转基因植物；

a10)培育粒宽改变的转基因植物。

上述应用中，所述核酸分子可为c1)或c2)或c3)或c4)或c5)所示的DNA分子：

c1)编码区为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；

c2)核苷酸序列为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；

c3)核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的DNA分子；

c4)与c1)或c2)或c3)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同源性，来源于水稻且编码所述蛋白质OsGATA6的DNA分子；

c5)在严格条件下与c1)或c2)或c3)限定的核苷酸序列杂交，来源于水稻且编码所述蛋白质OsGATA6的DNA分子。

其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。

其中，SEQ ID NO:1由5274个核苷酸组成，SEQ ID NO:2由1164个核苷酸组成，SEQID NO:1或SEQ ID NO:2的核苷酸编码SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列。

本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本发明的编码所述蛋白质OsGATA6的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明的所述蛋白质OsGATA6的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码所述蛋白质OsGATA6，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。

这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发明的编码SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质OsGATA6的核苷酸序列具有75％或更高，或80％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。

上述任一所述的应用中，所述调控植物开花时间可为延迟植物开花时间。所述调控植物穗型可为促进植物穗型紧凑。所述调控植物千粒重可为降低植物千粒重。所述调控植物粒长可为减少植物粒长。所述调控植物粒宽可为减少植物粒宽。所述培育开花时间改变的转基因植物可为培育开花时间延迟的转基因植物。所述培育穗型改变的转基因植物可为培育穗型紧凑的转基因植物。所述培育千粒重改变的转基因植物可为培育千粒重降低的转基因植物。所述培育粒长改变的转基因植物可为培育粒长减少的转基因植物。所述培育粒宽改变的转基因植物可为培育粒宽减少的转基因植物。

本发明还保护一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：提高受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的开花时间延迟、穗型紧凑、千粒重降低、粒长减少和/或粒宽减少。

上述方法中，所述“提高受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性”可通过转基因、多拷贝、改变启动子、调控因子等本领域熟知的方法，达到提高受体植物中上述任一所述蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性的效果。

上述方法中，所述提高受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性通过向受体植物中导入编码蛋白质OsGATA6的核酸分子实现。

上述方法中，所述核酸分子可为c1)或c2)或c3)或c4)或c5)所示的DNA分子：

c1)编码区为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；

c2)核苷酸序列为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；

c3)核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的DNA分子；

c4)与c1)或c2)或c3)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同源性，来源于水稻且编码所述蛋白质OsGATA6的DNA分子；

c5)在严格条件下与c1)或c2)或c3)限定的核苷酸序列杂交，来源于水稻且编码所述蛋白质OsGATA6的DNA分子。

其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。

其中，SEQ ID NO:1由5274个核苷酸组成，SEQ ID NO:2由1164个核苷酸组成，SEQID NO:1或SEQ ID NO:2的核苷酸编码SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列。

所述向受体植物中导入编码蛋白质OsGATA6的核酸分子具体可通过向受体植物导入含有上述任一所述核酸分子的重组载体实现。

所述含有上述任一所述核酸分子的重组载体可为在表达载体的多克隆位点插入SEQ ID NO：1自5’末端起第2989-4671位所示的DNA分子，得到的重组质粒。

所述含有上述任一所述核酸分子的重组载体具体可为重组质粒pUN1301-OsGATA6。重组质粒pUN1301-OsGATA6可为将载体pUN1301的限制性内切酶BamHI和KpnI识别序列间的小片段替换为SEQ ID NO.1自5’末端起第2989-4671位所示的DNA分子，得到的重组质粒。

本发明还保护一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的开花时间提前、穗型稀疏、千粒重提高、粒长增加和/或粒宽增加。

上述方法中，所述抑制受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性可通过RNA干扰、同源重组、基因定点编辑等本领域熟知的方法，达到抑制蛋白质OsGATA6的表达量或活性的目的。

上述方法中，所述抑制受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性通过向受体植物中导入抑制受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性的物质实现。

上述方法中，所述抑制受体植物中蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性的物质可为实施例提及的重组质粒OsGATA6-AM或重组质粒pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6。

上述任一所述蛋白质OsGATA6，可为如下b1)或b2)或b3)或b4)：

b1)氨基酸序列是SEQ ID NO:3所示的蛋白质；

b2)在SEQ ID NO:3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；

b3)将b1)或b2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的、来源于水稻且与植物开花时间、穗型、千粒重、粒长和/或粒宽相关的蛋白质；

b4)与SEQ ID NO:3限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同源性，来源于水稻且与植物开花时间、穗型、千粒重、粒长和/或粒宽相关的蛋白质。

其中，SEQ ID NO:3由387个氨基酸残基组成。

为了使b 1)中的蛋白质便于纯化，可在SEQ ID NO:3所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1.标签的序列

标签	残基	序列
			Poly-Arg	5-6(通常为5个)	RRRRR
FLAG	8	DYKDDDDK
			Strep-tagII	8	WSHPQFEK
c-myc	10	EQKLISEEDL

上述b3)中的蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

上述b3)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

上述b3)中的蛋白质的编码基因可通过将SEQ ID NO:2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。

上述任一所述穗型紧凑可表现为一次枝梗数、二次枝梗数和/或每穗粒数的增加。

上述任一所述穗型稀疏可表现为一次枝梗数、二次枝梗数和/或每穗粒数的降低。

上述任一所述粒长可为去壳种子的粒长或带壳种子的粒长。

上述任一所述粒宽可为去壳种子的粒宽或带壳种子的粒宽。

上述任一所述植物可为如下d1)至d5)中的任一种：d1)双子叶植物；d2)单子叶植物；d3)禾本科植物；d4)水稻；d5)水稻品种ZH11。

实验证明，在水稻中过表达OsGATA6基因，得到的转基因水稻；该转基因水稻的开花时间延迟、穗型紧凑、千粒重降低、粒长减少和粒宽减少；在水稻中抑制OsGATA6基因，得到的敲除OsGATA6基因水稻或干扰OsGATA6基因水稻；敲除OsGATA6基因水稻和干扰OsGATA6基因水稻的开花时间提前、穗型稀疏、千粒重提高、粒长增加和/或粒宽增加。因此，蛋白质OsGATA6及其编码基因可以调控植物开花时间、穗型、千粒重、粒长和/或粒宽。本发明具有重要的应用价值。

附图说明

图1为OsGATA6-OX株系、OsGATA6-AM株系和OsGATA6-CRI株系的分子鉴定和表达量鉴定。A为三个T₁代OsGATA6-OX株系的基因型鉴定；B为三个T₁代OsGATA6-AM株系的基因型鉴定；C为3个OsGATA6-CRI株系的基因型测序结果；D为OsGATA6-OX株系中OsGATA6基因的相对表达水平；E为OsGATA6-AM株系中OsGATA6基因的相对表达水平。数据来自三次生物学重复。

图2为ZH11、OsGATA6-OX株系、OsGATA6-AM株系和OsGATA6-CRI株系的开花表型和开花时间的统计结果。A为开花表型，比例尺＝20cm；B为开花时间的统计结果。数据值为平均值±SE(n＝17-38)。**P<0.01。

图3为ZH11、OsGATA6-OX株系、OsGATA6-AM株系和OsGATA6-CRI株系的穗型、单穗籽粒表型和一次枝梗数、二次枝梗数和每穗粒数的统计结果。A为ZH11和3个OsGATA6-OX株系的穗型，比例尺＝4cm；B为ZH11和3个OsGATA6-OX株系的单穗籽粒表型，比例尺＝2cm；C为ZH11和3个OsGATA6-AM株系的穗型，比例尺＝4cm；D为ZH11和3个OsGATA6-AM株系的单穗籽粒表型，比例尺＝2cm；E为3个OsGATA6-OX株系和3个OsGATA6-AM株系中一次枝梗数的统计结果；F为3个OsGATA6-OX株系和3个OsGATA6-AM株系中二次枝梗数的统计结果；G为3个OsGATA6-OX株系和3个OsGATA6-AM株系中单穗粒数的统计结果；E-G中的值为：平均值±SE(n＝21-25)。H为ZH11和3个OsGATA6-CRI株系的穗型，比例尺＝5cm；I为ZH11和3个OsGATA6-CRI株系的单穗籽粒表型，比例尺＝3cm；J为3个OsGATA6-CRI株系中一次枝梗数的统计结果；K为3个OsGATA6-CRI株系中二次枝梗数的统计结果；L为3个OsGATA6-CRI株系中单穗粒数的统计结果；J-L中的值为：平均值±SE；一次枝梗数n＝32-41；二次枝梗数n＝27-30；籽粒数n＝31-35。**P<0.01，*P<0.05。

图4为ZH11、OsGATA6-OX株系、OsGATA6-AM株系和OsGATA6-CRI株系的粒形和粒长、粒宽和千粒重的统计结果。A为OsGATA6-OX和OsGATA6-AM株系的粒长，比例尺＝1cm；B为OsGATA6-OX和OsGATA6-AM株系粒长的统计分析；C为OsGATA6-OX和OsGATA6-AM株系的粒宽，比例尺＝1cm；D为OsGATA6-OX和OsGATA6-AM株系粒宽的统计分析；E为OsGATA6-OX和OsGATA6-AM株系中千粒重的统计分析；F为ZH11和OsGATA6-CRI株系的粒长，比例尺＝1cm；G为ZH11和OsGATA6-CRI株系的粒宽，比例尺＝1cm；H为OsGATA6-CRI株系粒长的统计分析；I为OsGATA6-CRI株系粒宽统计分析；J为OsGATA6-CRI株系千粒重统计分析。B、D和E中的值为：平均值±SE(n＝280-722)。H-J中的值为：平均值±SE(n＝33-83)。**P<0.01，*P<0.05。使用student's t-test检测ZH11和OsGATA6-OX、OsGATA6-AM和OsGATA6-CRI株系之间的显着性差异。

图5为ZH11、OsGATA6-OX株系、OsGATA6-AM株系和OsGATA6-CRI株系的粒形和粒长和粒宽的统计结果。A为ZH11和OsGATA6-OX株系中去壳籽粒(糙米)的粒长和粒宽，比例尺＝1cm；B为ZH11和OsGATA6-AM株系中去壳籽粒的粒长和粒宽，比例尺＝1cm；C为ZH11和OsGATA6-CRI株系中去壳籽粒的粒长和粒宽，比例尺＝1cm；D-F为ZH11和OsGATA6-OX株系、OsGATA6-AM株系和OsGATA6-CRI株系中去壳籽粒粒长的统计分析；G-I为ZH11和OsGATA6-OX、OsGATA6-AM和OsGATA6-CRI株系去壳籽粒粒宽的统计分析。D-I中值为：平均值±SE(n＝21-43)。**pP<0.01。*P<0.05。使用student'st-test检测ZH11与OsGATA6-OX、OsGATA6-AM和OsGATA6-CRI株系之间的显着差异。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。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。

下述实施例中涉及的引物名称及其核苷酸序列见表2。

表2

实施例1、OsGATA6基因的获得

本发明的发明人经过大量实验，从水稻中克隆了一个新的GATA转录因子OsGATA6基因(LOC_Os01g54210)。序列分析显示，OsGATA6基因包含大小分别为291bp和873bp的两个外显子，编码由387个氨基酸组成的蛋白质。

OsGATA6基因的全长的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

OsGATA6基因的编码区的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

OsGATA6基因编码的蛋白命名为蛋白质OsGATA6，其氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

实施例2、蛋白质OsGATA6在调控水稻开花时间、穗型、粒形和千粒重中的应用一、重组质粒的构建

1、重组质粒pUN1301-OsGATA6的构建

(1)以水稻品种ZH11的基因组DNA为模板，采用OsGATA6OX-F和OsGATA6OX-R组成的引物对进行PCR扩增，得到PCR扩增产物。

(2)用限制性内切酶BamHI和KpnI双酶切PCR扩增产物，回收酶切产物。

(3)用限制性内切酶BamHI和KpnI双酶切载体pUN1301(Li D,Wang L,Wang M,XuYY,Luo W,Liu YJ,Xu ZH,Li J,Chong K(2009).Engineering OsBAK1 gene as amolecular tool to improve rice architecture for high yield.Plant BiotechnolJ.7(8):791-806.)，回收载体骨架。

(4)将步骤(2)回收的酶切产物和步骤(3)回收的载体骨架进行连接，得到重组质粒pUN1301-OsGATA6。

将重组质粒pUN1301-OsGATA6进行测序。根据测序结果，对重组质粒pUN1301-OsGATA6进行结构描述如下：将载体pUN1301的限制性内切酶BamHI和KpnI识别序列间的小片段替换为SEQ ID NO.1自5’末端起第2989-4671位所示的DNA分子，得到的重组质粒。重组质粒pUN1301-OsGATA6表达SEQ ID NO.3所示的蛋白质OsGATA6。

2、重组质粒OsGATA6-AM的构建

(1)以pNW55质粒(记载于如下文献中：Subaran Singh,Anupriya Singh,AshisKumar Nandi(2016).The rice OsSAG12-2 gene codes for a functional proteasethat negatively regulates stress-induced cell death.J Biosci.41(3):445-453.)为模板，采用Primer A和OsGATA6-II进行overlappingPCR扩增，得到约111bp的PCR扩增产物1。以pNW55质粒为模板，采用OsGATA6-I和OsGATA6-IV进行overlappingPCR扩增，得到约88bp的PCR扩增产物2。以pNW55质粒为模板，采用OsGATA6-III和Primer B进行overlappingPCR扩增，得到约112bp的PCR扩增产物3。

(2)将PCR扩增产物1、PCR扩增产物2和PCR扩增产物3混合并作为模板，采用PrimerA和Primer B进行overlappingPCR扩增，得到约261bp的PCR扩增产物4。

(3)采用KpnI和BamHI双酶切PCR扩增产物4，回收酶切片段。

(4)采用KpnI和BamHI双酶切载体pUN1301，回收载体骨架。

(5)将步骤(3)回收的酶切产物和步骤(4)回收的载体骨架进行连接，得到重组质粒OsGATA6-AM。

3、重组质粒pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6的构建

(1)将OsGATA6-LP和OsGATA6-RP进行退火，得到双链DNA。

(2)将步骤(1)得到的双链DNA和载体pOs-sgRNA(Miao J,Guo DS,Zhang JZ,HuangQP,Qin GJ,Zhang X,Wan JM,Gu HY,Qu LJ(2013).Targeted mutagenesis in rice usingCRISPR-Cas system.Cell Res.23(10):1233-1236.)，连接，得到中间载体。

(3)将步骤(2)得到的中间载体和载体pH-Ubi-cas9-7(Miao J,Guo DS,Zhang JZ,Huang QP,Qin GJ,Zhang X,Wan JM,Gu HY,Qu LJ(2013).Targeted mutagenesis in riceusing CRISPR-Cas system.Cell Res.23(10):1233-1236.)，连接，得到重组质粒pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6。

将重组质粒pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6进行测序。根据测序结果，对重组质粒pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6进行结构描述如下：将载体pH-Ubi-cas9-7的两个重组位点attR1和attR2间隔的片段替换为中间载体两个重组位点attR1和attR2间隔的片段，得到的重组质粒；中间载体两个重组位点attR1和attR2间隔的片段中含有SEQ ID NO.1自5’末端起第3001-3020位所示的DNA分子。

二、转基因水稻的获得

1、转OsGATA6基因水稻的获得

(1)将重组质粒pUN1301-OsGATA6转化根癌农杆菌EHA105，得到重组农杆菌，命名为EHA105/pUN1301-OsGATA6。

(2)采用Zhang等(2018)的方法将EHA105/pUN1301-OsGATA6转至水稻品种ZH11，得到拟转OsGATA6基因水稻。

(3)分别提取各个拟转OsGATA6基因水稻叶片的基因组DNA并作为模板，采用OsGATA6RT-F和Noster-R组成的引物对进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；以水稻品种ZH11的基因组DNA作为模板，采用OsGATA6RT-F和Noster-R组成的引物对进行PCR扩增，得到PCR扩增产物，作为阴性对照。

(4)完成步骤(3)后，将各个PCR扩增产物进行1％(w/v)琼脂糖凝胶电泳，然后进行如下判断：如果以某拟转OsGATA6基因水稻的基因组DNA为模板得到的PCR扩增产物中含有约377bp的DNA片段，则该拟转OsGATA6基因水稻为转OsGATA6基因水稻(阳性植株)；否则不为转OsGATA6基因水稻。

结果表明，共获得转OsGATA6基因水稻为21株，依次命名为OX6-1—OX6-21。部分检测结果见图1中A(M为DNA Marker，ZH11为阴性对照，OX6-2、OX6-11和OX6-14为转OsGATA6基因水稻)。

(5)提取待测水稻(水稻品种ZH11、OX6-2、OX6-11或OX6-14)叶片的总RNA，用逆转录酶反转得到cDNA；实时定量PCR检测cDNA中OsGATA6基因的相对表达量(以水稻OsActin基因为内参基因)。

检测OsGATA6基因的引物为5′-ATGCAGAGCTCCATGCTGTTCG-3′和5′-TGGTGGTGGATCAAGAAGTCGTC-3′。

检测OsActin基因的引物为5′-GAACTGGTATGGTCAAGGCTG-3′和5′-ACACGGAGCTCGTTGTAGAAG-3′。

实验重复三次取平均值。检测结果见图1中D。结果表明，与水稻品种ZH11相比，OX6-2、OX6-11和OX6-14中OsGATA6基因的相对表达量均显著增加。

2、干扰OsGATA6基因水稻的获得

(1)将重组质粒OsGATA6-AM转化根癌农杆菌EHA105，得到重组农杆菌，命名为EHA105/OsGATA6-AM。

(2)采用Zhang等(2018)的方法将EHA105/OsGATA6-AM转至水稻品种ZH11，得到拟干扰OsGATA6基因水稻。

(3)分别提取各个拟干扰OsGATA6基因水稻叶片的基因组DNA并作为模板，采用Primer A和Primer B组成的引物对进行PCR扩增，得到PCR扩增产物；以水稻品种ZH11的基因组DNA作为模板，采用Primer A和Primer B组成的引物对进行PCR扩增，得到PCR扩增产物，作为阴性对照。

(4)完成步骤(3)后，将各个PCR扩增产物进行1％(w/v)琼脂糖凝胶电泳，然后进行如下判断：如果以某拟干扰OsGATA6基因水稻的基因组DNA为模板得到的PCR扩增产物中含有约261bp的DNA片段，则该拟干扰OsGATA6基因水稻为干扰OsGATA6基因水稻(阳性植株)；否则不为干扰OsGATA6基因水稻。

结果表明，共获得干扰OsGATA6基因水稻为14株，依次命名为AM6-1—AM6-14。部分检测结果见图1中B(M为DNA Marker，ZH11为阴性对照，AM6-7、AM6-11和AM6-13为干扰OsGATA6基因水稻)。

(5)提取待测水稻(水稻品种ZH11、AM6-7、AM6-11或AM6-13)叶片的总RNA，用逆转录酶反转得到cDNA；实时定量PCR检测cDNA中OsGATA6基因的相对表达量(以水稻OsActin基因为内参基因)。

检测OsGATA6基因的引物为5′-ATGCAGAGCTCCATGCTGTTCG-3′和5′-TGGTGGTGGATCAAGAAGTCGTC-3′。

检测OsActin基因的引物为5′-GAACTGGTATGGTCAAGGCTG-3′和5′-ACACGGAGCTCGTTGTAGAAG-3′。

实验重复三次取平均值。检测结果见图1中E。结果表明，与水稻品种ZH11相比，AM6-7、AM6-11和AM6-13中OsGATA6基因的相对表达量均显著降低。

3、敲除OsGATA6基因水稻的获得

由于水稻是二倍体植株，当Cas9发挥作用开始剪切特定的基因时，同一个细胞内的两条同源染色体上的两个等位基因都有可能被编辑，产生同样类型或不同类型的突变，所以将一个植株中两个等位基因看成是两个基因编辑事件。纯合突变株指的是该植株的两条同源染色体的OsGATA6基因发生了相同的突变。双等位基因突变株指的是该植株的两条同源染色体的OsGATA6基因均发生了突变但突变形式不同。杂合突变株数指的是该植株的两条同源染色体中的一条同源染色体的OsGATA6基因发生了突变、另一条同源染色体的OsGATA6基因未发生突变。野生型指的是该植株的两条同源染色体中的OsGATA6基因均未发生突变。

(1)将重组质粒pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6转化根癌农杆菌EHA105，得到重组农杆菌，命名为EHA105/pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6。

(2)采用Zhang等(2018)的方法将EHA105/pH-Ubi-cas9-7-OsGATA6转至水稻品种ZH11，得到拟敲除OsGATA6基因水稻。

(3)分别以拟敲除OsGATA6基因水稻叶片的基因组DNA为模板，采用OsGATA6CRI-F和OsGATA6CRI-R组成的引物对进行PCR扩增，得到相应的PCR扩增产物。分别将PCR扩增产物进行Sanger测序。测序结果与OsGATA6基因(SEQ ID No：1所示)Cas9目标序列进行比对，统计突变类型。

结果表明，共获得3个纯合突变株，分别命名为CRI6-1、CRI6-2和CRI6-5。CRI6-1的两条同源染色体的OsGATA6基因发生了相同的突变，具体为两条同源染色体上在OsGATA6基因的编码区均发生了“AG”2个核苷酸的缺失(即SEQ ID No：2自5’末端起+17—+18位缺失)，从而引起了移码，导致蛋白质OsGATA6的功能缺失。CRI6-2的两条同源染色体的OsGATA6基因发生了相同的突变，具体为两条同源染色体上在OsGATA6基因均发生了60个核苷酸的缺失(即OsGATA6基因-7—+53位缺失)，从而引起了移码，导致蛋白质OsGATA6的功能缺失。CRI6-5的两条同源染色体的OsGATA6基因发生了相同的突变，具体为两条同源染色体上在OsGATA6基因的编码区均发生了“A”1个核苷酸的插入(即SEQ ID No：2自5’末端起+18位插入一个A)，从而引起了移码，导致蛋白质OsGATA6的功能缺失。具体见图1中C。

后续实验中，OX6-2、OX6-11和OX6-14的T₂代植株为OsGATA6-OX株系，AM6-7、AM6-11和AM6-13的T₂代为OsGATA6-AM株系，CRI6-1、CRI6-2和CRI6-5获得的植株为OsGATA6-CRI株系。

三、蛋白质OsGATA6在调控水稻开花时间、穗型、粒形和千粒重中的应用

供试种子为水稻品种ZH11种子、OX6-2 T₂代种子、OX6-11 T₂代种子、OX6-14 T₂代种子、AM6-7 T₂代种子、AM6-11 T₂代种子、AM6-13 T₂代种子、CRI6-1 T₂代种子、CRI6-2 T₂代种子或CRI6-5 T₂代种子。

设置三次重复实验取平均值，每次重复的步骤如下：

1、向若干粒供试种子中加入水，25℃培养直至萌发，种子萌发时计为第1天。

2、完成步骤1后，将同一天萌发的15-40粒种子移栽至大田，光暗交替培养(30℃光照14h，24℃黑暗10h)。

3、观察开花表型并统计开花时间(水稻单株第一个分蘖中穗抽出当天定义为开花时间)。使用student's t-test检测OsGATA6-OX株系、OsGATA6-AM株系和OsGATA6-CRI株系与ZH11之间的显著性差异。

开花表型和开花时间的统计结果见图2。结果表明，与水稻品种ZH11相比，OsGATA6-OX株系(如OX6-2、OX6-11、OX6-14)的开花时间显著延迟，OsGATA6-AM株系(如AM6-7、AM6-11、AM6-13)和OsGATA6-CRI株系(如CRI6-1、CRI6-2、CRI6-5)的开花时间则显著提前。由此可见，蛋白质OsGATA6是水稻开花时间的负调控因子，过表达OsGATA6基因导致晚花，抑制OsGATA6基因则早花。

4、观察穗型和单穗籽粒表型并统计一次枝梗数、二次枝梗数和每穗粒数。用student's t-test检测ZH11和OsGATA6-OX株系或OsGATA6-AM株系之间的显著性差异。用student's t-test检测ZH11和OsGATA6-CRI株系之间的显著性差异。

穗型、单穗籽粒表型和统计结果见图3。结果表明，蛋白质OsGATA6可以影响穗型；与水稻品种ZH11相比，3个OsGATA6-OX株系的穗型更加紧凑，一次枝梗数、二次枝梗数和每穗粒数均显著增加(图3中A、B、E-G)；相反，3个OsGATA6-AM株系的穗型相较于ZH11更加稀疏，二次枝梗数和每穗粒数显著减少(图3中C、D、E-G)；OsGATA6-CRI株系和OsGATA6-AM株系的穗型相似，与水稻品种ZH11相比，3个OsGATA6-CRI株系的穗部结构更稀疏，一次枝梗数、二次枝梗数和每穗粒数均显著减少(图3中H、I和J-L)。由此可见，蛋白质OsGATA6正调控穗发育和每穗粒数。

5、统计带壳种子的粒长、粒宽和千粒重、去壳种子的粒长和粒宽。

带壳种子的粒长、粒宽和千粒重的统计结果见图4。去壳种子(即糙米)的粒长和粒宽的统计结果见图5。

结果表明，蛋白质OsGATA6不仅调控穗型，而且调控粒形。OsGATA6-OX株系的带壳种子较小，平均粒长和平均粒宽均显著小于ZH11(图4中A-D)；相反，OsGATA6-AM株系的带壳种子比ZH11大，平均粒长和平均粒宽均显著大于ZH11(图4中A-D)。将种子外壳去除获得糙米进行统计，结果相同。OsGATA6-OX株系糙米平均粒长和平均粒宽比ZH11短(见图5中A、D和G)，而OsGATA6-AM株系的糙米的粒长更长，粒宽更宽(见图5中B、E和H)。因此，与ZH11的糙米相比，OsGATA6-OX株系的粒形较小，而OsGATA6-AM的粒形则较大。OsGATA6-CRI株系与OsGATA6-AM株系相似，无论是否带壳，粒型(粒长和粒宽)均大于ZH11(图4中F-I和图5中C、F和I)。同时与ZH11相比，OsGATA6-OX株系的千粒重较低，OsGATA6-AM和OsGATA6-CRI株系的千粒重较高(见图4中E和J)。

由此可见，蛋白质OsGATA6的表达水平与粒重(具体为千粒重)、粒长和粒宽呈负相关。

以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。

<110> 上海交通大学

<120>蛋白质OsGATA6在调控植物开花时间、穗型、粒形和千粒重中的应用

<160>3

<170> PatentIn version 3.5

<210>1

<211>5274

<212>DNA

<213> 水稻Oryza sativa L.

<400>1

gatcagatag ctaggccggt ttaagtcacc ggaatgtttt ttacatggac gaaacaaaat 60

tcactgtgag cataggaaat gatggcgaaa acgacttgca tgttgctagt ctcgtggtag 120

aaagtgattt tgccaccaag agtaattgca ccgaatgatg aacaacatat agcaatgcaa 180

acataacgtc gtcatcgggc tcaacatggt atgtctagct gcttgtcatg cgatatcatc 240

ccagatctct acagcaatag accggctagt gcgagtgacc gtgacacccg atcatctcgc 300

gacgattatc ataccgtacg tcgtccgttc acatgttaat cgtaattaaa ctagcgcctg 360

tccatgcctc ctatatactt gtaaagacat ggcaagacac ttcgtagaat ggactgcact 420

ttctctccgt ccgtgtttac atatatgttc tttgaggtgg atttgcttca atgcatttac 480

ctgaaaatct gtaatttatt tatctttaaa ggaatatcgt aaaagctttg tcatgtatat 540

attaatagag atgaaaacat tatgaaaaaa aatatttaca agacaacttt aaaataaaca 600

tgtccgcaaa aggttttaaa aaaatctgct acaagacgac cgccaaacta acgaattcct 660

ggagccttac agctcccgtt ttcacccagg tcattgcttc tctttgattt tggctatggt 720

tgtagccggg gttacggcga catggtatag aatatttgca ttgcgttcga gaaaataaaa 780

tatttgcatt gcgctccaac tagagtgcac acaagaagac gatgatcatc aacctaagcg 840

gttttttagg ccatatagaa tcaatagcat ctgttgccca ccagtatagc ttcttaagcg 900

gtttctttag gccatgtaga atcgatagca tctactgcga atagccttcc agtgagtcag 960

agtctttcca cctcttgtat gtggaggtct aggcctaccc acttctagat tgagtgtcca 1020

gattctctgt cagcctacgc ttgaccagaa ggtggagtgt tgtttttcac gctgcgcagt 1080

acaacagaca tatctgttgg tttgatcagc ctattctctt aaatatgtct actaaccaga 1140

ctgttttgtt tgatgggaca tgaagattta catttcagtg gcacccaaag cttctaggtt 1200

gtttgtttgc tagttgagct gattataccc gcaaagtacg gtctatatgt caagttcacc 1260

atatactccc tgttggccgt gagcttccag gtcatgatgt cataaactat gaacctagtg 1320

gcgcctatag ctgttttaac cacattcaaa tatcaacgaa atgccatata tgattagctt 1380

ttgtgatttg acgaatattt gaatccaggt gtcttcctct aggctgtccc acactaaaca 1440

ttctttcgtt ttgaggccat aaagattgca gaggccaaga gcctcggtgt tttgttgtct 1500

aggcaatgtg agtcctagaa cctcaccgtg tttccgtcct caagagtgat gatggtcgca 1560

aacgcaaaat gatctgtgta tccagctggt caccagatcc tgcatgccta cccaaggtat 1620

ctccaatgcc ttccaatatt caaaccaaag ccatcgcaaa cttaaaaaac gctcttgtga 1680

agcgacgcga cgcatattta ggactcatca accacaaagt tctttcggtt tgcacacttt 1740

tttttccaat tcaactacaa gttttattct cgcatatttt taaacttagt tataaaaaga 1800

catggtacga aatataggtc aagattcatt ggcatacagt cactagtaag aattttagtt 1860

ctctctctag tctctactgg taaaaataag tatatagctc gctggccgct gcttgagcta 1920

aaaaagaata gttggcaact gctgctaatg ttcaccattt ctgaaatctt ttgacctcca 1980

acatttgaga tgccacctgt aaaaatgcga gttaaatttt gatcttcgga acatgcagtg 2040

gactatccca attaaggacc cagcaagtgt tatcctctcc gtttgaataa tcggcggtga 2100

aaaaaaaaaa ttgaagcttc gtggcagcct cgactctgaa cagaaacggc caacatggac 2160

aacgtgcggt gccactgcga tccctcgtgc aggcgtgcac ggtgcagcaa gctagctagc 2220

gatcccgtgg gtctcgtact tacctcttca cgacgaacgg taatccagaa caaccgcggc 2280

ccgggatagc attcgagact tgcgcctcgc ggaatttacc agctgcttcc acgtgacaga 2340

gcctcacaaa atccacctgc ctcgtcagac tggtttgttg tcacgcgtac gtacgtaaat 2400

ttgttctcac gcgcacgtaa aagacaacag gaatccaccg tgacttgctt caccaccacc 2460

ctgcatgcat attccatttt ccagagggaa aaaaggtgtt cactgatctc cagctgttcg 2520

catggttggt gcccctctcc ttcccgggta gttggggaat gaaatgacgc tgggattgca 2580

cggttagtaa agtgtttaaa ctggagttct tactgcttgc ttggtttaac cacaaccctg 2640

tccctctggt gtgcgggctg ggctagctgg tggccggctc agtggccctc gctttattta 2700

ctccttaaga atcgttcgct tcagctgacc tctctccgcc ccgcctcccc ttccgtctct 2760

ccgcgctcca gctccacgcc aattaaaccc tactcctctt gcgttgcgtt atctgcggtt 2820

ccgtctccca ctactcgcgc acacgtagaa acggaaggag aaacaaacaa aaggcgccga 2880

gtaacgcaga tagagagttg tttccgcacc gagcgcgtcc gcggcagtgt gtgtgtgtag 2940

cggtagcgca cgcgcggctc gcgggcgcgc cggttgcacc agctgtgcgt tgcggcgacg 3000

atggaggtga cggccgagtt cggcggcgcc tactacggcg gcgcggcggg ccgcgagaag 3060

aaggcgctgc agcaggggtg cggggaccac ttcgccgtgg acgacctcct cgtgttgccc 3120

tacgacgagg aggatgaaac aacaagggag ggtgaggcca ccggcggtaa ggaggaggct 3180

gccggctttg ggaacgcgtc ggcggactcg tcgaccataa cggccctgga tagctgcagc 3240

aattccttcg gcctagccga cggcgacttc cccggcgagc tgtgcgagcc ggtaaattct 3300

ttggccacct tttgtcttgt taattacctt ggattttgca gtagaggtgc caatcatttc 3360

tggcagctcc tgcatatcac ttcttctgaa attgtcgtcc ctttcatttg ctgaactgat 3420

ctaaactaga gctatgtatt ttatcatctt gttttacgcc tcgagagaat ttgaatgcat 3480

tattagaaaa agaaaaattc gcagctgttt gttggctcgg ctgttacgct gtcccataat 3540

aactcccgtt aaaccacaca aaatttgtcg cctataatta tgcagctcca attcgaactt 3600

ttctcccaga taacaaaaat ggaagaaaaa acccgttaat gtacttgaac taacgatacc 3660

aaaacggtag ccttttaaac tgaagcagtt gactgccatg tactctggaa caaacgagaa 3720

ttccattatc aaaattgttt agcttacgaa agcatatagc acaataatag gacgctgaat 3780

ttactgtcgg attttctgca gtacgatcaa ctcgcggagc tggaatggct atccaactat 3840

atgaacgagg gagacgacgc attcgccacc gaggacctcc agaagctgca gctcatctcc 3900

ggcatcccct ccggtgggtt ctcgacggcg agcgtcccgt cggctcaagc tcaagctgcg 3960

tcggcggctg cctccatggc agtgcagccc ggcggcttcc tgccggaggc ccctgtcccc 4020

gccaaggcac gaagcaagcg ctcccgcgct gcgcctggca actggtcgtc ccgcctgctc 4080

gtgctgccgc cgcctccggc ctccccgccg tccccggcat ccatggccat ctcgccggcg 4140

gagtctggcg tgtcggcgca tgcgttccct attaagaagc cgtcgaagcc ggctaagaag 4200

aaggacgcgc cggcgccacc ggcgcaggcg cagctctcga gcgtgccggt gcactcgggc 4260

ggctcggcgc cagcggccgc ggccggggaa gggaggcggt gcctgcactg cgagactgac 4320

aagacgccac agtggaggac ggggccgatg gggcccaaga cactgtgcaa cgcgtgcggg 4380

gtgcggtaca agtccgggcg actggtgccg gagtaccggc cggcggcgag ccccaccttc 4440

atggtatcga agcactccaa ctcccaccgc aaggtgctgg agctgcgccg gcagaaggag 4500

atgtaccagc agacgccgca tcatcaccag ccgcaggtgg ccgccgccgg tggagtgggg 4560

agcctaatgc acatgcagag ctccatgctg ttcgacggag tgtcgcccgt cgtgagcggc 4620

gacgacttct tgatccacca ccacctaagg acagacttcc ggccgcccat ctagagatga 4680

gtcgtgtgct agaattgatc aattagccca tgaataatct aaaagaaacc cttgaaccaa 4740

aaaaaaaaca gaagaactga tattttctta ggagtttccc cagtttttgt ctcttttccc 4800

ttcgttaagt ttgtgcgctt ttgctcagct cgtcgaattt ttcgtgtcaa ttttgtttat 4860

gatgctcttt aagtttacca ccttttctag ccgggagttg atcgatgatt tctctagctt 4920

ctacttatct tcctctctat cttgccattt aatttgtaac gcatttcaag gtacttaaat 4980

ctcttcttcc atttcttcct cccttctacc agaagatgaa aacaaacctg tttttctttt 5040

tctttttttt ttggctcatt gctttggcct aaaactaatc atcatgccat gccgttgcaa 5100

gaccacttca cgatggttgt gtgggcaacc gaacatacaa tacaagcagg catgcaggat 5160

gcaaaggcca aaggaggcga gggcgccatt gcccacctgt cgtgcgtcgc agctctagca 5220

cgtgaccatt tgcacacctc gcgtgagaaa gatgccctcc ttatggcagc acag 5274

<210>2

<211>1164

<212>DNA

<213> 水稻Oryza sativa L.

<400>2

atggaggtga cggccgagtt cggcggcgcc tactacggcg gcgcggcggg ccgcgagaag 60

aaggcgctgc agcaggggtg cggggaccac ttcgccgtgg acgacctcct cgtgttgccc 120

tacggcgagg aggatgaaac aacaagggag ggtgaggcca ccggcggtaa ggaggaggct 180

gccggctttg ggaacgcgtc ggcggactcg tcgaccataa cggccctgga tagctgcagc 240

aattccttcg gcctagccga cggcgacttc cccggcgagc tgtgcgagcc gtacgatcaa 300

ctcgcggagc tggaatggct atccaactat atgaacgagg gagacgacgc attcgccacc 360

gaggacctcc agaagctgca gctcatctcc ggcatcccct ccggtgggtt ctcgacggcg 420

agcgtcccgt cggctcaagc tcaagctgcg tcggcggctg cctccatggc agtgcagccc 480

ggcggcttcc tgccggaggc ccctgtcccc gccaaggcac gaagcaagcg ctcccgcgct 540

gcgcctggca actggtcgtc ccgcctgctc gtgctgccgc cgcctccggc ctccccgccg 600

tccccggcat ccatggccat ctcgccggcg gagtctggcg tgtcggcgca tgcgttccct 660

attaagaagc cgtcgaagcc ggctaagaag aaagacgcgc cggcgccacc ggcgcaggcg 720

cagctctcga gcgtgccggt gcactcgggc ggctcggcgc cagcggccgc ggccggggaa 780

gggaggcggt gcctgcactg cgagactgac aagacgccac agtggaggac ggggccgatg 840

gggcccaaga cactgtgcaa cgcgtgcggg gtgcggtaca agtccgggcg actggtgccg 900

gagtaccggc cggcggcgag ccccaccttc atggtatcga agcactccaa ctcccaccgc 960

aaggtgctgg agctgcgccg gcagaaggag atgcaccagc agacgccgca tcatcaccag 1020

ccgcaggtgg ccgccgccgg tggagtgggg agcctaatgc acatgcagag ctccatgctg 1080

ttcgacggag tgtcgcccgt cgtgagcggc gacgacttct tgatccacca ccacctaagg 1140

acagacttcc ggccgcccat ctag 1164

<210>3

<211>387

<212>PRT

<213>水稻Oryza sativa L.

<400>3

Met Glu Val Thr Ala Glu Phe Gly Gly Ala Tyr Tyr Gly Gly Ala Ala

1 5 10 15

Gly Arg Glu Lys Lys Ala Leu Gln Gln Gly Cys Gly Asp His Phe Ala

20 25 30

Val Asp Asp Leu Leu Val Leu Pro Tyr Gly Glu Glu Asp Glu Thr Thr

35 40 45

Arg Glu Gly Glu Ala Thr Gly Gly Lys Glu Glu Ala Ala Gly Phe Gly

50 55 60

Asn Ala Ser Ala Asp Ser Ser Thr Ile Thr Ala Leu Asp Ser Cys Ser

65 70 75 80

Asn Ser Phe Gly Leu Ala Asp Gly Asp Phe Pro Gly Glu Leu Cys Glu

85 90 95

Pro Tyr Asp Gln Leu Ala Glu Leu Glu Trp Leu Ser Asn Tyr Met Asn

100 105 110

Glu Gly Asp Asp Ala Phe Ala Thr Glu Asp Leu Gln Lys Leu Gln Leu

115 120 125

Ile Ser Gly Ile Pro Ser Gly Gly Phe Ser Thr Ala Ser Val Pro Ser

130 135 140

Ala Gln Ala Gln Ala Ala Ser Ala Ala Ala Ser Met Ala Val Gln Pro

145 150 155 160

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

165 170 175

Arg Ser Arg Ala Ala Pro Gly Asn Trp Ser Ser Arg Leu Leu Val Leu

180 185 190

Pro Pro Pro Pro Ala Ser Pro Pro Ser Pro Ala Ser Met Ala Ile Ser

195 200 205

Pro Ala Glu Ser Gly Val Ser Ala His Ala Phe Pro Ile Lys Lys Pro

210 215 220

Ser Lys Pro Ala Lys Lys Lys Asp Ala Pro Ala Pro Pro Ala Gln Ala

225 230 235 240

Gln Leu Ser Ser Val Pro Val His Ser Gly Gly Ser Ala Pro Ala Ala

245 250 255

Ala Ala Gly Glu Gly Arg Arg Cys Leu His Cys Glu Thr Asp Lys Thr

260 265 270

Pro Gln Trp Arg Thr Gly Pro Met Gly Pro Lys Thr Leu Cys Asn Ala

275 280 285

Cys Gly Val Arg Tyr Lys Ser Gly Arg Leu Val Pro Glu Tyr Arg Pro

290 295 300

Ala Ala Ser Pro Thr Phe Met Val Ser Lys His Ser Asn Ser His Arg

305 310 315 320

Lys Val Leu Glu Leu Arg Arg Gln Lys Glu Met His Gln Gln Thr Pro

325 330 335

His His His Gln Pro Gln Val Ala Ala Ala Gly Gly Val Gly Ser Leu

340 345 350

Met His Met Gln Ser Ser Met Leu Phe Asp Gly Val Ser Pro Val Val

355 360 365

Ser Gly Asp Asp Phe Leu Ile His His His Leu Arg Thr Asp Phe Arg

370 375 380

Pro Pro Ile

385

Claims (15)

1.蛋白质OsGATA6的应用，为如下a1）-a5）中的至少一种：

a1）调控植物开花时间；

a2）调控植物穗型；

a3）调控植物千粒重；

a4）调控植物粒长；

a5）调控植物粒宽；

所述蛋白质OsGATA6，为如下b1）或b2）：

b1）氨基酸序列是SEQ ID NO:3所示的蛋白质；

b2）在SEQ ID NO:3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；

所述植物为禾本科植物。

2.编码权利要求1所述蛋白质OsGATA6的核酸分子应用，为如下a1）-a10）中的至少一种：

a1）调控植物开花时间；

a2）调控植物穗型；

a3）调控植物千粒重；

a4）调控植物粒长；

a5）调控植物粒宽；

a6）培育开花时间改变的转基因植物；

a7）培育穗型改变的转基因植物；

a8）培育千粒重改变的转基因植物；

a9）培育粒长改变的转基因植物；

a10）培育粒宽改变的转基因植物；

所述植物为禾本科植物。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于：所述核酸分子为c1）或c2）或c3）所示的DNA分子：

c1）编码区为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；

c2）核苷酸序列为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；

c3）核苷酸序列为SEQ ID NO:1所示的DNA分子。

4.如权利要求1至3任一所述的应用，其特征在于：

所述调控植物开花时间为延迟植物开花时间；

所述调控植物穗型为促进植物穗型紧凑；

所述调控植物千粒重为降低植物千粒重；

所述调控植物粒长为减少植物粒长；

所述调控植物粒宽为减少植物粒宽；

所述培育开花时间改变的转基因植物为培育开花时间延迟的转基因植物；

所述培育穗型改变的转基因植物为培育穗型紧凑的转基因植物；

所述培育千粒重改变的转基因植物为培育千粒重降低的转基因植物；

所述培育粒长改变的转基因植物为培育粒长减少的转基因植物；

所述培育粒宽改变的转基因植物为培育粒宽减少的转基因植物。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于：所述穗型紧凑表现为一次枝梗数、二次枝梗数和/或每穗粒数的增加。

6.如权利要求1至3任一所述的应用，其特征在于：所述禾本科植物为水稻。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于：所述水稻为水稻品种ZH11。

8.一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：提高受体植物中权利要求1所述蛋白质OsGATA6的表达量，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的开花时间延迟、穗型紧凑、千粒重降低、粒长减少和/或粒宽减少；所述植物为禾本科植物。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述提高受体植物中权利要求1所述蛋白质OsGATA6的表达量通过向受体植物中导入编码所述蛋白质OsGATA6的核酸分子实现。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述穗型紧凑表现为一次枝梗数、二次枝梗数和/或每穗粒数的增加。

11.一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中权利要求1所述蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的开花时间提前、穗型稀疏、千粒重提高、粒长增加和/或粒宽增加；所述植物为禾本科植物。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述抑制受体植物中权利要求1所述蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性通过向受体植物中导入抑制受体植物中权利要求1所述蛋白质OsGATA6的表达量和/或活性的物质实现。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于：所述穗型稀疏表现为一次枝梗数、二次枝梗数和/或每穗粒数的降低。

14.如权利要求8或9或11或12所述的方法，其特征在于：所述禾本科植物为水稻。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：所述水稻为水稻品种ZH11。