CN116590270A - 一种控制水稻谷粒大小的基因及其应用 - Google Patents
一种控制水稻谷粒大小的基因及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种控制水稻谷粒大小的基因及其应用。具体地，本发明人通过对水稻谷粒大小性状的数量性状位点研究，首次揭示了一种水稻大粒相关基因GLW2，该基因编码一种磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，影响水稻粒长、粒宽、粒厚和千粒重以及其他农艺性状，可以提高作物的产量或品质，调节颖壳细胞数目。与小粒亲本ZHZ14相比，大粒亲本Z240的GLW2起始密码子ATG上游‑106位到‑108位缺失3个核苷酸GCC，导致其表达丰度提高。GLW2在水稻等作物高产育种中具有广泛应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及农学领域，具体涉及到一种控制水稻谷粒大小的基因及其应用。
背景技术
水稻单株产量由三要素构成：穗数、穗粒数和粒重。粒重又包括籽粒大小和灌浆程度，当灌浆程度理想时，籽粒大小是影响粒重的直接因素，包括粒长、粒宽、粒厚和长宽比。水稻谷粒大小性状在遗传学中属于连续变化的数量性状，由数量性状位点 （Quantitativetrait loci, QTLs）控制。随着水稻全基因组序列测定的完成，已经检测到数百个控制水稻谷粒大小的QTLs，分布于水稻12条染色体上，但除了少量的QTLs/基因外 (比如GS3、GW2、GW7、GW8等)，其他调控水稻谷粒大小的QTL仍处于遗传定位阶段。精细定位并解析这些QTLs的功能是提高水稻产量，改良稻米品质的关键。
DNA分子标记技术的成熟和广泛应用，是近30年来QTL定位能够得到快速发展的技术基础。分子标记的基础是个体间遗传物质内核苷酸序列的变异，直接反映DNA水平的遗传多态性。常用的分子标记有简单重复序列（SSR）、插入/缺失（InDel）。随着生物技术、遗传学和分子生物学的发展，分子标记辅助育种技术（Marker assisted selection, MAS）越来越多地应用于作物育种实践中。MAS技术通过分析和跟踪与目标基因紧密连锁的分子标记，进而缩短育成品种周期，在水稻质量性状改良、数量性状改良、基因渗入、基因聚合和回交育种等方面都有广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的可用于控制水稻籽粒大小的基因及其应用。
在本发明的第一方面，提供一种分离的控制水稻籽粒大小的多肽，该蛋白选自下组：
（a）具有SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽；或
（b）将SEQ ID NO:2氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有控制作物籽粒大小功能的由 （a）衍生的多肽；
（c）氨基酸序列与SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的同源性≥90%（较佳地≥95%，更佳地≥98%），由（a）衍生的多肽。
在本发明的另一优选例中，所述的蛋白来源于水稻。
在本发明的另一优选例中，所述的蛋白具有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性。
在本发明的第二方面，提供了一种分离的多核苷酸，所述的多核苷酸选自下组：
（a）编码本发明第一方面所述的多肽的多核苷酸；
（b）序列如SEQ ID NO:1所示的多核苷酸；
（c）核苷酸序列与SEQ ID NO: 1序列的同源性≥95%（较佳地≥98%）的多核苷酸；
（d）与（a）、（b）和（c）所述的多核苷酸互补的多核苷酸。
在本发明的第三方面，提供一种载体，它含有所述的多核苷酸。
在本发明的第四方面，提供所述的水稻大粒基因或其编码的蛋白的用途，用于：控制作物籽粒的粒长、粒宽、粒厚和千粒重；调节颖壳细胞数目；或作为鉴定作物大粒品种和小粒品种的分子标记。
在本发明的第五方面，提供一种改良的作物（更优选的，为增加作物籽粒的粒长、粒宽、粒厚和千粒重的方法）该方法包括:（a）提高所述作物中水稻大粒基因的表达；或（b）将表达量较高的水稻大粒基因导入小粒品种中。
在本发明的另一优选例中，用分子标记辅助选择技术将从大粒品种的作物中获得的GLW2基因片段导入小粒品种的作物中，该方法为非转基因方法，没有安全隐患。
附图说明
下列附图用于说明本发明的具体实施方案，而不用于限定由权利要求书所界定的本发明范围。
图1显示了GLW2基因：方块为该基因的外显子，黑色连接线为内含子，方块和连接线上方数字为内含子的片段长度，方块和连接线下方数字为外显子的片段长度。
图2显示了水稻GLW2正义转基因植株（GLW2-OE-1、GLW2-OE-2）与受体品种中花11（ZH11）的种子，棒状基线（bar）= 1 cm。
图3显示了利用CRISPR/Cas9技术获得GLW2突变体植株（glw2-1、glw2-2）与受体品种中花11（ZH11）的种子，棒状基线（bar）= 1 cm。
图4显示了近等基因系NIL- GLW2（含有GLW2的69-kb的Z240片段渗入，其他绝大部分染色体区域为ZHZ14片段背景）与对照材料（Control）的籽粒表型，棒状基线（bar） = 1cm。
图5显示了近等基因系NIL- GLW2与对照材料（Control）成熟颖壳细胞的大小和数目，棒状基线（bar） = 50 μm。
具体实施方式
本发明人经过广泛深入的研究，首次发现了一个控制水稻谷粒大小性状的基因，该基因编码一种磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，本发明人将此基因命名为GLW2。研究结果表明，GLW2基因过量表达的转基因籽粒变大，千粒重增加，敲除GLW2基因的转基因材料籽粒变小，千粒重降低，可见GLW2基因在农作物籽粒大小改良育种中具有重要作用和广泛应用前景。在此基础上完成了本发明。
术语
本发明所述的“作物”包括但不限于：禾本科植物。更优选的，所述的禾本科植物包括但不限于：水稻，玉米，小麦，大麦，大豆，高粱等。
本发明所述的“分离的”是指物质从其原始环境中分离出来。如活体细胞内的天然状态下的多聚核苷酸和多肽是没有分离纯化的，但同样的多聚核苷酸或多肽如从天然状态中同存在的其他物质中分开，则为分离纯化的。
本发明所述的“丰度”是指一种化学元素在某个自然体中占这个自然体总分量的相对份额（如百分数）。丰度表示方法主要分为重量丰度、原子丰度和相对丰度。
本发明所述的“分离的GLW2蛋白或多肽”是指所述的GLW2蛋白基本上不含天然与其相关的其他蛋白、脂类、糖类或其他物质。本领域的技术人员能用标准的蛋白质技术表达和纯化GLW2蛋白。纯化的GLW2多肽蛋白在非还原聚丙烯酰胺凝胶上基本上能产生单一的主带。
本发明的多肽可以是重组多肽、天然多肽、合成多肽，优选重组多肽。本发明的多肽可以是天然纯化的产物，或是化学合成的产物，或使用重组技术从原核或真核宿主中产生。本发明的多肽还可包括或不包括起始的甲硫氨酸残基。
本发明还包括GLW2蛋白的片段、衍生物和类似物。如本文所用，术语“片段”、“衍生物”和“类似物”是指基本上保持本发明的天然GLW2蛋白相同的生物学功能或活性的多肽。
在本发明中，术语“GLW2蛋白”指具有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶蛋白活性的SEQ IDNO:2序列的多肽。该术语还包括具有与GLW2蛋白相同功能的、SEQ ID NO:2序列的变异形式。在本领域中，用功能相近或相似的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能。又比如，在C末端和/或N末端添加一个或数个氨基酸残基通常也不会改变原有蛋白质的功能。该术语还包括GLW2蛋白的活性片段和活性衍生物。
本发明还提供了编码GLW2蛋白的多核苷酸序列。本发明的多核苷酸可以是DNA形式或RNA形式。DNA形式包括：DNA、基因组DNA或人工合成的DNA。DNA可以是编码链或非编码链。编码成熟多肽的编码区可以与SEQ ID NO:1所示的编码区序列相同或者是简并的变异体。
本发明中，GLW2蛋白多核苷酸序列可插入到重组表达载体中。术语“重组表达载体”指本领域熟知的细菌质粒、噬菌体、酵母质粒、植物细胞病毒、哺乳动物细胞病毒或其他载体。总之，只要能在宿主体内复制和稳定存在，任何质粒和载体都可以使用。表达载体的一个重要特征是通常含有复制起点、启动子、标记基因和翻译控制元件。
本发明还涉及GLW2基因的分子标记辅助选择技术在农作物高产优质育种中的应用。
作为本发明的一个实例，本发明人以ZHZ14（小粒品种）与Z240（大粒品种）杂交构建遗传群体，应用分子标记技术定位到一个位于水稻2号染色体上、控制水稻谷粒大小的新QTL位点GLW2，并且通过图位克隆技术克隆了该基因。GLW2编码区基因组长度为5277 kb，包含有10个外显子，9个内含子，其cDNA长度为3808 kb，全长ORF（Open Reading Frame）长度为2907 kb，编码1条含有968个氨基酸残基的蛋白，其分子量估计为106 kDa。GLW2蛋白具有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性。
本发明的主要优点在于：
（a）首次分离得到一种新的水稻大粒基因，提高该基因的表达丰度可使作物（如水稻）的籽粒变大，千粒重增加，从而增加产量；
（b）本发明的水稻大粒基因GLW2可以作为控制作物籽粒大小，提高产量和品质的一个基因，应用于作物品种的改良。并且，可将GLW2基因的分子标记辅助选择技术用于农作物高产优质育种实践。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件（Sambrook等人，分子克隆：实验室指南，New York: Cold Spring Harbor LaboratoryPress, 1989）中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。
实施例1：水稻大粒基因GLW2的获得。
ZHZ14是小粒籼稻品种（千粒重为23.5克），Z240是大粒籼粳杂交获得的稳定株系（千粒重为26克）。本发明人以ZHZ14和Z240杂交构建遗传群体，利用分子标记技术，定位到一个控制水稻谷粒大小的新QTL（或基因）GLW2，该基因位于水稻2号染色体上。进一步利用图位克隆技术，克隆了GLW2基因，其基因序列如SEQ ID NO:1所示，编码的蛋白如SEQ IDNO:2所示。
图位克隆结果表明，GLW2亲本等位基因间虽然在编码区存在3个核苷酸不同，但并未造成所编码氨基酸的改变；而相比较，GLW2的大粒等位基因发生了起始密码子ATG上游106位到108位的三个核苷酸缺失(GCC)，引起GLW2表达水平提高，从而产生大粒的表型。
小粒品种ZHZ14的GLW2基因ATG上游1.8 kb的核苷酸序列如下（SEQ ID NO:3），其中下划线所示为在大粒品种Z240中缺失的3个核苷酸。
TTATAGCATTGCTCATATTCATATAGATGTTAATGAATCTAGACACACATTTATTAACATATATATAAATGTGGGCAATGCTAGAAAGTCTTATAATATAAAACAGAGAAGGTAGAACACATTGCCTTTATTTGAAATATGGAAGTCCTCTAATTTTTGGGAGCCTTGTGCCAAATATGCACGCCACTCCCAATCGACGGGCATGCTTGTCATCCTCATTATTCAGGCAATTTGGTTGAGCTATATTTGAAATGCATGTTGAGATTTTTGGATATCTCTACGACTCTACCTGATGATAATTATTTAGATTATCTGCACGAACCTAAAAAGTTATAACCTAAACAAGGTAAATTACCATGTTTAGGTTTGTGATGATGTTCTCCAAGAGCATTTCAATTCTCCTAGTTGCCCCAAAAGACGCCAAATTGACGATATTAATAGAAACAGAGAAGACATCGAACAAAACAATAGGGCAAGTGGACTGCTCAGCACAAACAGCACATGCAACCTAATGATGTAATTAGGTGCGCACTCAACACTAATTATCATGTCCGTAGCTACACAACAGAGTTAAAGTAACACTATTGCTCCACTCTTGCACCAGAGACCGTGACAATGTCCAAAACTTAGTATAAAAGGTAACTTGGAGATGACTATAAGAGCAAGTTTAATAGTATACTGGTTCCAAATTATATATAGCTAATCTAATAGCCTATTCATACAATAGTTAACTATAGAAATATACTACACTATTAATACCCGGTCCCACTTTTCATACACACATAACGTCTTGAAGTCCGTGTTGCAGCCGGCTACAAATCTGTAGTCTGCTTTCTTCTCTCTCTTATCTTTTTTTCTCGATATGTGATTATAGCTGATTTATAGCTTGCTATTGTACCTGCTCTAAGAAATGAACTCTTTCGATGATGTAGATTTTTGGGCCAAATTCTGGTGGTGTACATGAAAAATGCATAATTAGATATAGTGCACAAATTGAAAATACTCTACGCGTTCACAAATAACAGTTGGTTTTGACTTTGAGTTATCCTATTTGACCGACCATTATTTTCTAATAATGTAACTATTTAATACTACCAGAGTTGTATCATTAAATCTGTAATCGTTATCTAATGTATTACATTCAAGTCTATTCGCTTTAACGTCTCGGTAAACGATTGATTTTGCCAACATATACGTAGAGTACATCAGTAATCCACCTTGGTTGTAGCTCTTTAACTAAAGCCTAGGATTATATTCCATTATATAAAATAACATCGGTAGTGCACCTTAGGCCATGCTCTTTTCAGCTTTTTCTCTAGATTCTCGTCACGGATTAGTTGCTCCACGCTTCTAACATTACGATTTCTAAAAATAAAATTACTTTCACCGTATTATTTAGATCACTTTGTTACAGATTTTGGGAAGTTTATTTCTTATTAAATATTGTGCTAACCAAGTAAACAATCCAACGAAAAAGAATATGTTCCAAACAACCCGTCCAAATAAAGTGTTTCATAGGTACCTAGCCGCGAAAAAGGCCGCTCTTCACGAGATTCCCAAACATCGTCAATTTCTTCAAACCGATCCACCCCCGATGATATCGCCTTTCACCGTCGCATACAAATAGAGACGCACCCCCCCCCCCCCACCACCTCACCCACACACCCACACTCTCTACCCCCAAACTTGCCCTCCAATCTATCTCCGCCGCCGCCGCCGCCTCCGCCGCGAGAGGGCGTCGCCGAGCTGCGCGGGAGGCTCGCCTCCCGCAGCATCTGGCCGGATTCGTCGTAGTCGAGGCAGCTGTAAGCGAGAGAGAGGGAG。
实施例2：GLW2的分子标记辅助选择育种。
本实施例中在GLW2基因内设计PCR寡核苷酸引物（SEQ ID NO:4），用DNA链式聚合酶（Taq酶）进行PCR扩增，大粒品种和小粒品种的GLW2等位基因片段，经过3%琼脂糖凝胶电泳，检测二者之间存在的DNA多态性（差异），GLW2大粒等位基因分子量661-bp，小粒品种分子量664-bp，因此该引物发展成特异性鉴别GLW2等位基因的特异性分子标记。在大粒品种与小粒品种的杂交后代群体中用该分子标记可以快速地将携带GLW2大粒等位基因的个体挑选出来，培育大粒高产优质新品种。
5’端寡核苷酸引物序列为：5’-GCACGAGCAACAGGATCTGGGAA-3’（SEQ ID NO:4）；3’端寡核苷酸引物序列为：5’-ATTACTTTCACCGTATTATTTAGA-3’（SEQ ID NO:5）。
实施例3：GLW2正义过量表达的转基因实验。
本实施例采用植物双元表达载体pCAMBIA2300作为水稻转基因载体，该载体编码一个细菌复制起点 (ori)、卡那霉素抗性基因、G418抗性基因、双CaMV35S启动子、NOS基因的终止信号序列以及后两者之间的限制性内切酶多克隆位点 (MCS)。在限制性内切酶多克隆位点处正向插入GLW2的cDNA序列构建转基因载体。
1. GLW2正义过量表达的转基因质粒构建。
在本实施例中，使用来自于水稻粳稻品种日本晴的RNA作为模板，合成第一链cDNA，利用该DNA序列的5’端和3’端特异性寡核苷酸为引物，用KOD-FX-Neo高保真链式DNA聚合酶进行扩增，获得2907 kb的全长cDNA扩增产物，将该产物通过同源重组的方式,利用BamH I和Spe I酶切位点将其片段克隆到载体pCAMBIA2300中。PCR扩增引物序列：5’端寡核苷酸引物序列为5’-GACAGGGTACCCGGGGATCCATGGCCGCGGCCGCCGGGAAGG-3’；
3’端寡核苷酸引物序列为5’-TTGCTCACCATGGTACTAGTGCCTGTGTTCTGCATGCCGGCAGCA-3’。
连接产物转化大肠杆菌菌株T1，在含有Kan（50 μg/mL）的LB培养基上筛选转化子，提取单克隆菌落的质粒后，用限制性内切酶BamH I和Spe I酶切鉴定，挑选酶切后能够产生约3 kb片段的质粒测序，比对目标片段序列是否正确（测序引物可选通用引物M13），如此成功构建pCAMBIA2300-35S-’质粒载体。
2. GLW2的转基因双元载体转化水稻。
上述重组质粒通过冻融法导入农杆菌菌株EHA105。在50 μl EHA105感受态细胞中加入约1 ng目的质粒，轻轻拨打混匀，冰浴30分钟后在液氮里速冻1分钟。随后在37℃水浴中融化复苏2分钟，冰上放置2-3分钟。加入800 μl新鲜的不含抗生素的LB培养基，在28℃摇床中振荡培养2-4小时，转速为140 rpm。取200 μl培养液均匀涂布在LB固体培养基上（含50μg/ml Kan和50 μg/ml Rif），28℃培养2-3天。挑取单菌落接种到3 ml含抗生素的AB液体培养基中，200 rpm继续震荡培养至OD600为0.6-0.8左右，将新鲜的农杆菌菌液于5000 rpm、4℃离心5分钟，收集并重悬于1/3体积的AAM液体培养基中，此时即可用于转化各种水稻受体材料。
本实施例采用常规的农杆菌转化方法转化水稻中花11的幼胚愈伤。取授粉后12-15天的中花11未成熟种子经70%乙醇浸泡1分钟后，于NaClO溶液中（与水1:3混合，加2-3滴吐温200）消毒90分钟以上，用无菌水冲洗4-5次，然后用解剖刀和镊子挑出幼胚，并接种于N6D2培养基上诱导愈伤组织，在26 ± 1℃、避光条件下培育4天后可用于转化。将幼胚愈伤浸泡入新鲜的AAM农杆菌菌液中并不时摇动，20分钟后将水稻材料移出，在无菌纸上吸去过多的菌液，随即转移到N6D2C培养基上，26 ℃共培养3天。共培养时，在培养基中加入乙酰丁香酮作为农杆菌Vir基因活化物，使用浓度为100 μm/L。3天后，取出愈伤组织，切去胚芽并转入选择培养基N6D2S1（G418 50 mg/L）选择培养基上继续筛选。10-12天后生长旺盛的抗性愈伤组织转移到预分化培养基上，培养一周左右，再移至分化培养基上分化（12小时光照/天）。再生的小苗在1/2 S0培养基上生根壮苗，随后移入人工气候室盆土栽培。使用Real-time qPCR来精确定量各个转基因植株中GLW2表达情况，方法如下：提取幼苗期叶片的RNA，反转录成cDNA后，使用DiNing品牌的SYBRGREEN试剂盒来检测GLW2表达量，检测引物如下：
5’端寡核苷酸引物序列为：5’-GAATTCGTGCAGATGATTTGCATTGCTCC-3’；
3’端寡核苷酸引物序列为：5’-AAGCGGCTCCAGAAACTCTTCAACA-3’。
使用水稻组成型表达基因OsActin1作为内参，序列如下：
5’端寡核苷酸引物序列为：5’-AGACCTTCAACACCCCTGCTATG-3’；
3’端寡核苷酸引物序列为：5’-TCACGCCCAGCAAGGTCG-3’。
结果分析时使用相对定量分析法，将受体品种中花11中LWT2的表达量作为“1”，其他GLW2株系的表达量均以相对于中花11中表达量的倍数表示。
3.水稻GLW2正义转基因植株与野生型谷粒大小比较。
如上所述方法获得水稻GLW2正义转基因植株，观察水稻粒型表型，分析GLW2基因对谷粒大小的影响。结果如图2所示，水稻GLW2正义转基因植株（GLW2-OE-1、GLW2-OE-2）的谷粒明显比受体品种中花11（ZH11）大。
实施例4：利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得GLW2突变体。
1. CRISPR/Cas9基因编辑技术流程
首先利用CRISPR-P tool（http://crispr.hzau.edu.cn/CRISPR2/）设计sgRNA靶标位点，靶标位点序列如下：
5’-TCGACATCCTCCAGGACCTGCACGGCCCTCACCTCCG-3’
pYLCRISPR/Cas9打靶载体构建由百格基因科技有限公司完成，具体实施方案参考华南农业大学刘耀光团队提供的CRISPR/Cas9基因编辑技术介导基因敲除的方法。
从T0代转基因植株上采摘幼嫩的叶片，利用TPS法提取植物组织基因组DNA。打靶成功的转化体往往在靶点产生单碱基插入或者缺失若干碱基。以靶点为中心，扩增约400bp片段送商业公司测序，扩增引物序列如下：
5’端寡核苷酸引物序列为：5’-TAGTCGAGGCAGCTGTAAGCGAGA-3’；
3’端寡核苷酸引物序列为：5’- CTTGAGCGTCTCCTCGATGT-3’。
如果出现单个碱基是杂合峰，可以判断2个等位基因型；如果从某个碱基以后全部是重叠峰，表明是杂合突变或双等位突变，可以利用网站DSDECODE（http://dsdecode.scgene.com/home/）对测序结果进行解码。
结果显示glw2-1和glw2-2是两株敲除成功的突变体，突变株和野生型的目标序列如下：
野生型:TTCCTCGACATCCTCCAGGACCTGCACGGCCCTCACCTCCGC；
glw2-1: TTCCTCGACATCCTCCAGGA - - - - - - - GGCCCTCACCTCCGC；
glw2-2: TTCCTCGACATCCTCCAGGAC-TGCACGGCCCTCACCTCCGC。
2.水稻GLW2突变体转基因植株与野生型植株的谷粒大小比较。
如上所述的方法获得水稻GLW2基因敲除植株，观察水稻粒型表型，分析GLW2基因对谷粒大小的影响。结果如图3，水稻GLW2敲除的转基因植株（glw2-1、glw2-2）的谷粒明显比受体水稻品种中花11（ZH11）小。
实施例5：大粒GLW2基因片段导入小粒品种对小粒品种粒型的影响。
对大粒品种Z240和小粒品种ZHZ14进行杂交获得F1代，以小粒品种ZHZ14作为轮回亲本进行多次回交，然后用实施例2所描述的分子标记从回交后代中选择出携带大粒GLW2基因片段而遗传背景为小粒品种的植株。这样将大粒GLW2基因片段导入小粒品种中，使小粒品种中GLW2的表达量提高，进而影响谷粒大小和产量等性状。分子标记辅助选择方法为非转基因方法，没有安全隐患。
结果如图4所示，将大粒GLW2基因片段导入小粒品种中，小粒品种的谷粒明显变大，千粒重由原来的28克增加到32.5克，增幅为16%。
实施例6：扫描电镜观察近等基因系成熟颖壳细胞。
正如本领域技术人员所熟知的，携带大粒GLW2基因片段而遗传背景为小粒品种的植株称为近等基因系（NIL-GLW2）。取GLW2近等基因系和对照材料种子外稃中央约0.8 ⅹ0.5 cm的区域，用冷场发射扫描电子显微镜于300倍镜下观察外表皮细胞。统计视野内横、纵方向细胞数量，根据标尺比例和测量的种子长度/宽度计算横、纵细胞长度和宽度。结果如图5所示，与对照相比，NIL-GLW2种子更长，纵向单细胞长度不变，纵向细胞数量增加；NIL-GLW2种子变宽，横向单细胞长度减小，横向细胞数量明显增多。由此可以推测GLW2通过调控水稻颖壳细胞数目调控种子大小。
Claims (9)
1.一种分离的蛋白，其特征在于，该蛋白选自下组：
(a) 具有SEQ ID NO:2氨基酸序列的多肽；或
(b) 将SEQ ID NO:2所示氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有控制作物籽粒大小功能的由(a)衍生的多肽；或
(c) 氨基酸序列与SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的同源性≥90%(较佳地≥95%，更佳地≥98%)，由(a)衍生的多肽。
2.如权利要求1所述的蛋白，其特征在于，所述的蛋白来源于水稻。
3.如权利要求1所述的蛋白，其特征在于，所述的蛋白具有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性。
4.一种分离的多核苷酸，其特征在于，该多核苷酸选自下组：
(a) 编码权利要求1所述的蛋白的多核苷酸；或
(b)与(a)中的多核苷酸互补的多核苷酸。
5.如权利要求4所述的多核苷酸，其特征在于，该多核苷酸编码具有SEQ ID NO：2所示氨基酸序列的多肽。
6.如权利要求4所述的多核苷酸，其特征在于，该多核苷酸选自下组：
(a) SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或
(b) SEQ ID NO:1中85-2904位所示的核苷酸序列。
7.一种载体，其特征在于，它含有权利要求4所述的多核苷酸。
8.如权利要求1所述的蛋白或其编码基因的用途，其特征在于，用于：
(a) 控制作物籽粒的粒长、粒宽、粒厚和千粒重；
(b) 调节颖壳细胞数目；或
(c) 作为鉴定作物大粒和小粒品种的分子标记。
9.一种改良作物的方法，其特征在于，该方法包括：
(a) 提高所述作物中权利要求1所述的蛋白的丰度；或
(b) 将能够提高权利要求1所述的蛋白丰度的核苷酸序列导入作物中。
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| CN (1) | CN116590270A (zh) |
-
2023
- 2023-01-03 CN CN202310000587.5A patent/CN116590270A/zh active Pending
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