CN105087633B - 调节植物株高、分蘖数目及叶倾角的基因及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及调节植物株高、分蘖数目及叶倾角的基因及其应用。本发明人首次发现F56基因可以调控油菜素内酯信号强度，进而影响叶倾角，株高及分蘖数目。因此，可以将F56基因应用于植物株型改良育种中，选育出具有特定株型的品种。

Description

调节植物株高、分蘖数目及叶倾角的基因及其应用

技术领域

本发明属于植物学和基因工程领域；更具体地，本发明涉及调节植物株高，叶倾角、分蘖数目的基因及其应用。

背景技术

水稻等作物的株型是决定其产量的核心因素之一。株型的形成主要取决于植株高度、分蘖数目、分蘖角度以及穗形态等因素。在水稻育种中，株型的改良对水稻产量的提高发挥了重要作用，并一直是品种选育的重要指标。

目前研究发现了一些调控水稻株高，分蘖，叶倾角的突变体，比如SLR1，MOC1，TE等。

目前的研究发现，激素信号的调控对于植物的株型有重要的作用，比如油菜素内酯和独脚金内酯，对于调控水稻株高，叶倾角，分蘖数目等有重要作用。

油菜素内酯(brassinosteroids，BRs)是一类重要的类固醇激素，参与调控植物生长发育的许多过程。结合应用遗传学、生物化学以及蛋白质组学等研究手段现已基本阐明了在拟南芥中BR信号转导的主要过程。BRI1作为受体在细胞表面感知BR，BRI1抑制子BKI1从质膜上解离下来，使BRI1与其共受体BAK1结合。BRI1和BAK1通过顺序磷酸化将BR信号完全激活。活化的BRI1将BSK磷酸化激活，BSK活化BSU1，BSU1将BIN2去磷酸化使其失活，解除BIN2对BES1/BZR1的抑制功能。PP2A可以将BES1/BZR1去磷酸化激活，又可以将受体BRI1去磷酸化促使其降解。BR信号的传递最终使去磷酸化状态的BES1/BZR1在细胞内累积，激活BR信号通路下游的转录调控。

目前已经发现BR对于水稻中株型改变，产量提高有重要的作用，由于水稻是一种重要的粮食作物，也是单子叶植物进行分子遗传学研究的模式植物，在水稻BR信号的研究深入将会对农业生产带来实际意义。目前的研究根据突变体的筛选及同源性分析在水稻中发现了和拟南芥中基本一致的信号过程，但是由于遗传材料的获得及生活周期等方面的限制，在水稻中的油菜素内酯信号还有许多不清楚的地方。是不是在水稻中存在与拟南芥在BR信号不同的地方？两者在BR信号过程中有多保守？是否在单子叶植物中会有其他调节因子参与BR信号的调控？是否存在其他因子可以调控水稻的株高及倾角变化？这些都需要进一步的研究。

综上，本领域有必要鉴定出一些对于植物的株型有重要影响作用的基因，例如通过调节激素信号来影响植物株型的基因。

发明内容

本发明的目的在于提供调节植物株高、叶倾角、分蘖数目的基因及其应用。

在本发明的第一方面，提供一种调节植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度的方法，所述方法包括：调节植物中F56蛋白的表达。

在一个优选例中，所述的植物选自：禾本科植物、茄科植物、大戟科植物。

在另一优选例中，所述的禾本科植物包括：水稻、小麦、玉米；或者所述的茄科植物包括：马铃薯、西红柿；或者所述的大戟科植物包括：木薯。

在另一优选例中，所述的F56蛋白选自下组：

(a)如SEQ ID NO:3氨基酸序列的蛋白；

(b)如SEQ ID NO:3中第240-690位氨基酸序列的蛋白；

(c)将(a)或(b)限定的蛋白序列经过一个或多个(如1-20个；较佳地1-10个；更佳地1-5个；更佳地1-3个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)或(b)蛋白功能的由(a)或(b)衍生的蛋白；或

(d)与(a)或(b)限定的蛋白序列有90％以上(较佳地95％以上；更佳地98％以上；更佳地99％以上)同源性且具有(a)或(b)蛋白功能的由(a)或(b)衍生的蛋白。

在另一优选例中，所述方法包括：上调植物中F56蛋白的表达；从而：

降低植物的株高；

增加植物的分蘖数目；

增大植物叶片的叶倾角；

下调油菜素内酯合成基因表达；或

促进油菜素内酯信号强度。

在另一优选例中，所述上调植物中F56蛋白的表达包括：将F56蛋白的编码基因转入植物中，从而上调植物中F56蛋白的表达。

在另一优选例中，利用农杆菌转化法将F56蛋白的编码基因转入植物中。较佳地，所述方法包括：

(1)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有与表达载体正向连接的F56蛋白的编码基因；

(2)将植物细胞、组织或器官与步骤(1)中的农杆菌接触，从而使F56蛋白的编码基因转入植物，并且整合到植物细胞的染色体上；和

(3)选择出转入了F56蛋白的编码基因的植物。

在另一优选例中，所述方法包括：下调植物中F56蛋白的表达；从而：

减少植物的分蘖数目；或

减小植物叶片的叶倾角。

在另一优选例中，所述下调植物中F56蛋白的表达包括：将反义的F56蛋白的编码基因转入植物中，从而下调植物中F56蛋白的表达。

在另一优选例中，利用农杆菌转化法将反义的F56蛋白的编码基因转入植物中。较佳地，所述方法包括：

(s1)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有与表达载体反向连接的F56蛋白的编码基因；

(s2)将植物细胞、组织或器官与步骤(s1)中的农杆菌接触，从而使反义的F56蛋白的编码基因转入植物，并且整合到植物细胞的染色体上；和

(s3)选择出转入了反义的F56蛋白的编码基因的植物。

在本发明的另一方面，一种F56蛋白或其编码基因用途，用于调节植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度。

在一个优选例中，所述的F56蛋白或其编码基因：

降低植物的株高；

增加植物的分蘖数目；

增大植物叶片的叶倾角；

下调油菜素内酯合成基因表达；或

促进油菜素内酯信号强度。

在另一优选例中，所述的F56蛋白选自下组：

(a)如SEQ ID NO:3氨基酸序列的蛋白；

(b)如SEQ ID NO:3中第240-690位氨基酸序列的蛋白；

(c)将(a)或(b)限定的蛋白序列经过一个或多个(如1-20个；较佳地1-10个；更佳地1-5个；更佳地1-3个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)或(b)蛋白功能的由(a)或(b)衍生的蛋白；或

(d)与(a)或(b)限定的蛋白序列有90％以上(较佳地95％以上；更佳地98％以上；更佳地99％以上)同源性且具有(a)或(b)蛋白功能的由(a)或(b)衍生的蛋白。

在另一优选例中，所述的F56的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1或SEQ IDNO:2所示。

在本发明的另一方面，提供一种F56蛋白或其编码基因用途，用于作为鉴定植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度的分子标记。

在一个优选例中，若经检测植物组织中F56蛋白表达高于一个特定值，则相对而言，所述植物的株高降低，分蘖数目增加，叶倾角增大。其中，除非另外说明，所述的“特定值”是指植物中F56蛋白表达量的平均值。

在本发明的另一方面，提供分离的F56蛋白片段，其氨基酸序列如SEQ ID NO:3中第240-690位所示。

在本发明的另一方面，提供分离的多核苷酸，其编码所述的F56蛋白片段；较佳地，其核苷酸序列如SEQ ID NO:2中第721-2073位所示。

本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

附图说明

图1、F56突变体材料表型分析。左图呈现F56分蘖增多，株高变矮，标尺＝30cm；右图为分蘖数目的统计。以中花11(Zhonghua11)作为对照。

图2、F56叶倾角增大，右边为统计数据。

图3、F56突变体Southern分析T-DNA插入情况。

图4、F56突变体材料基因表达分析。荧光定量PCR检测F56基因表达水平。左边表示检测ZH11和F56幼苗(大约种子萌发后12天，S代表幼苗)中F56基因的表达情况，右边的ZH11和F56开花后材料(大约萌发后3个月)中F56基因的表达情况。

图5、F56突变体互补情况，C1-C5分别代表相对应的五个株系。标尺＝30cm。

图6、F56突变体材料中BR合成基因表达情况检测。分别检测CPD，D2，DWARF4三个合成基因的表达情况，发现其表达下调，表明BR信号增强。以中花11(ZH11)作为对照。

图7、F56突变体材料对BR敏感度检测，通过叶倾角弯曲角度进行统计，右边为统计结果。Wt表示ZH11。

图8A、Real-time PCR鉴定F56-CA相关转基因过量表达植株的基因表达。

图8B、Real-time PCR鉴定全长F56过量表达植株的基因表达。

图9、F56过量表达植株及F56CA过量表达植株的表型F56-CA-1表示使用F56CA(260-690AA)过表达的植株。F56-Over-1表示使用F56cDNA全长过表达。

图10、全长F56的转基因植物与ZH11在开花后期的表型。

图11、F56RNAi转化野生型Zhonghua11(ZH11)后，获得的转基因植株在开花期的表型。

具体实施方式

本发明人经过长期的研究，首次发现F56蛋白(也可命名为ELT1)参与了植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度的调控作用。基于该调控作用，可以制备性状改良的转基因植物。还可以将F56基因应用于植物的培育中，选育出具有特定株型的品种。

如本文所用，所述的“植物”包括但不限于：禾本科植物、茄科植物、大戟科植物等。比如，所述的“植物”包括但不限于：水稻、小麦、玉米、马铃薯、木薯等。较佳的，所述的植物是禾本科植物。

本发明人意外地发现，F56蛋白参与了植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度的调控作用，在植物中转入正义的F56蛋白编码基因可以降低植物的株高；增加植物的分蘖数目；增大植物叶片的叶倾角；下调油菜素内酯合成基因表达；或促进油菜素内酯信号强度。而转入反义的F56蛋白编码基因则可以减少植物的分蘖数目；或减小植物叶片的叶倾角。因此，F56蛋白的编码基因可用于制备性状改变的转基因植物。

本发明所述的F56蛋白还包括F56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F56蛋白相同的生物学功能或活性的蛋白。本发明的蛋白片段、衍生物或类似物可以是(i)有一个或多个保守或非保守性氨基酸残基(优选保守性氨基酸残基)被取代的蛋白，而这样的取代的氨基酸残基可以是也可以不是由遗传密码编码的，或(ii)在一个或多个氨基酸残基中具有取代基团的蛋白，或(iii)附加的氨基酸序列融合到此蛋白序列而形成的蛋白等。根据本文的定义这些片段、衍生物和类似物属于本领域熟练技术人员公知的范围。

任何一种F56蛋白的生物活性片段都可以应用到本发明中。在这里，F56蛋白的生物活性片段的含义是指作为一种蛋白，其仍然能保持全长的F56蛋白的全部或部分功能。通常情况下，所述的生物活性片段至少保持50％的全长F56蛋白的活性。在更优选的条件下，所述活性片段能够保持全长F56蛋白的60％、70％、80％、90％、95％、99％、或100％的活性。较佳地，所述的生物活性片段具有SEQ ID NO:3中第240-690位氨基酸序列。

在本发明中，术语“F56蛋白”指具有F56蛋白活性的SEQ ID NO:3序列的蛋白。该术语还包括具有与F56蛋白相同功能的、SEQ ID NO:3序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)：若干个(通常为1-50个，较佳地1-30个，更佳地1-20个，最佳地1-10个，还更佳如1-8个、1-5个)氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在C末端和/或N末端添加或缺失一个或数个(通常为20个以内，较佳地为10个以内，更佳地为5个以内)氨基酸。例如，在本领域中，用性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末端添加或缺失一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。该术语还包括F56蛋白的活性片段和活性衍生物。

编码F56蛋白或其保守性变异蛋白的多核苷酸序列(编码序列)也可以应用到本发明中。编码成熟F56蛋白的编码区序列可以与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的序列基本上相同或者是简并的变异体。如本文所用，“简并的变异体”在本发明中是指编码具有SEQID NO:3的蛋白质，但与SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示的编码区序列有差别的核酸序列。

术语“编码基因”可以是包括编码所述蛋白的多核苷酸，也可以是还包括附加编码和/或非编码序列的多核苷酸。

上述多核苷酸的变异体也是可用的，其编码与本发明有相同的氨基酸序列的蛋白或蛋白的片段、类似物和衍生物。此多核苷酸的变异体可以是天然发生的等位变异体或非天然发生的变异体。这些核苷酸变异体包括取代变异体、缺失变异体和插入变异体。如本领域所知的，等位变异体是一个多核苷酸的替换形式，它可能是一个或多个核苷酸的取代、缺失或插入，但不会从实质上改变其编码的蛋白的功能。

应理解，虽然本发明的F56基因优选获自水稻，但是获自其它植物的与水稻F56基因高度同源(如具有80％以上，如85％、90％、95％、甚至98％序列相同性)的其它基因也在本发明考虑的范围之内。比对序列相同性的方法和工具也是本领域周知的，例如BLAST。

本发明的F56蛋白的编码序列通常可以用PCR扩增法、重组法或人工合成的方法获得。对于PCR扩增法，可根据本发明所公开的有关核苷酸序列，尤其是开放阅读框序列来设计引物，并用市售的cDNA库或按本领域技术人员已知的常规方法所制备的cDNA库作为模板，扩增而得有关序列。此外，还可用人工合成的方法来合成有关序列。

包含所述编码序列的载体，以及用所述的载体或F56蛋白编码序列经基因工程产生的宿主细胞也包括在本发明中。本领域的技术人员熟知的方法能用于构建含F56蛋白编码序列和合适的转录/翻译控制信号的表达载体。这些方法包括体外重组DNA技术、DNA合成技术、体内重组技术等。所述的序列可有效连接到表达载体中的适当启动子上，以指导mRNA合成。包含上述的适当编码序列以及适当启动子或者控制序列的载体，可以用于转化适当的宿主细胞，以使其能够表达蛋白质。

宿主细胞通常是植物细胞。转化植物一般可使用农杆菌转化或基因枪转化等方法，例如叶盘法、水稻幼胚转化法等；优选的是农杆菌法。对于转化的植物细胞、组织或器官可以用常规方法再生成植株，从而获得相对于野生型而言性状发生改变的植物。

本发明提供了所述的F56蛋白或其编码基因的用途，用于调控植物株高、分蘖数、叶倾角或油菜素内酯信号强度。在一种方式下，过表达正义F56蛋白可以降低植物的株高；增加植物的分蘖数目；增大植物叶片的叶倾角；下调油菜素内酯合成基因表达；或促进油菜素内酯信号强度。在另一种方式下，反义转入F56基因(或基因片段)后可减少植物的分蘖数目；或减小植物叶片的叶倾角。因此，可基于F56蛋白对于植物性状的影响作用来改变植物，从而达到根据实际生产需要改良植物品质的目的。较佳地，所述的植物是禾本科植物。

本发明还涉及F56蛋白或其编码基因的上调剂或下调剂(如反义的F56基因或如miRNA)及其用途。由于F56的上调剂或下调剂可调节F56的表达和/或调节F56的活性等，因此，所述的F56的上调剂或下调剂也可通过对F56的影响来调节植物性状，从而达到改良植物的目的。

任何可调节F56蛋白的活性、调节F56蛋白的稳定性、促进或抑制F56蛋白的表达、延长或减少F56蛋白有效作用时间、或促进或降低F56基因的转录和翻译的物质均可用于本发明，作为可用于调节植物株高、分蘖数、叶倾角或油菜素内酯信号强度的有效物质。

本发明还涉及一种改良植物的方法，该方法包括调节所述植物中F56蛋白的表达。

一方面，本发明提供了一种降低植物的株高；增加植物的分蘖数目；增大植物叶片的叶倾角；下调油菜素内酯合成基因表达；或促进油菜素内酯信号强度的方法，所述的方法包括：使所述植物过量表达F56蛋白。

另一方面，本发明还提供了一种减少植物的分蘖数目；或减小植物叶片的叶倾角的方法，所述的方法包括：降低所述植物中F56蛋白的表达(包括使F56蛋白不表达或低表达)。

在得知了所述的F56蛋白的用途后，可以采用本领域人员熟知的多种方法来调节所述的F56蛋白的表达。比如可通过一定的途径将携带F56编码基因的表达单位(比如表达载体或病毒等)递送到靶点上，并使之表达活性的F56蛋白。此外，也可以采用本领域人员熟知的多种方法来降低F56蛋白的表达或使之缺失表达，比如将携带反义F56基因的表达单位(比如表达载体或病毒等)递送到靶点上，使得细胞或植物组织不表达或降低表达F56蛋白。

作为本发明的一种实施方式，将F56蛋白的编码基因通过常规的方法克隆到适当的载体中，将所述的带有外源基因的重组载体导入到可表达所述F56蛋白的植物细胞中，使所述的植物细胞表达F56蛋白。可通过将所述植物细胞再生成植物，获得过量表达F56蛋白的植物。优选的，利用农杆菌转化法将F56蛋白的编码基因或反义基因转入植物中。

如本文所用，所述的正向连接是指：F56的编码基因与表达载体的连接是正义的连接，即编码基因按照5’→3’的方向连接于载体上。通常，F56的编码基因位于表达载体中启动子的下游，也即启动子的3’端下游连接该编码基因的5’端。所述的编码基因是可操作性地连接到表达载体上的。所述的“操作性连接”或“可操作地连于”指这样一种状况，即线性DNA序列的某些部分能够调节或控制同一线性DNA序列其它部分的活性。例如，如果启动子控制序列的转录，那么它就是可操作地连于编码序列。

如本文所用，所述的反向连接是指：F56的编码基因与表达载体的连接是反义的连接，即编码基因按照3’→5’的方向连接连接于载体上。通常，F56的编码基因位于表达载体中启动子的下游，也即启动子的3’端下游连接该编码基因的3’端。

可采用任何适当的常规手段，包括试剂、温度、压力条件等来实施所述的方法。其它增加F56表达的方法是本领域周知的。例如，可通过用强启动子驱动从而增强F56的表达。或者通过增强子来增强该F56基因的表达。适用于本发明方法的强启动子包括但不限于：35s启动子、水稻、玉米的Ubi启动子等。

F56蛋白的编码基因的另一个应用是根据所述基因序列信息产生特异性的分子标记，包括但不限于SNP(单核苷酸多态)、SSR(简单序列重复多态)、RFLP(限制性内切酶长度多态)、CAP(切割扩增片段多态)。用这些标记可以检测禾本科植物群体的遗传结构的动态变化。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，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，通常按照常规条件如J.萨姆布鲁克等编著，分子克隆实验指南，第三版，科学出版社，2002中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1、F56基因的分离和鉴定

本发明人在水稻T-DNA插入突变体库(参见http://ship.plantsignal.cn)找到了一个株高变矮，分蘖数目增多的突变体材料F56。其表型如图1左图所示，其分蘖数如图1右图所示。并且，F56叶倾角增大，如图2左图所示。为了进一步分析是哪一个基因造成了表现，通过TAIL-PCR的方法找到了目的基因。

TAIL-PCR的方法具体如下：

利用PCR的方法对F56的T-DNA插入位点进行检测。从具有潮霉素抗性的F56植株幼苗中提取DNA，用T-DNA特异的引物LB(5’-ATAGGGTTTCGCTCATGTGTTGAGC-3’(SEQ ID NO:4))和F56基因特异的引物P2(5’-TGTGTTCTGTTGTGGGACTTT-3’(SEQ ID NO:5))，进行PCR扩增产物，收获扩增产物验证T-DNA在所示位置的插入，为单片段插入(图3)；插入位点前端另一条的基因特异引物P1(5’-GCATGGTGGTGGAATGAGG-3’)和P2组合，筛选出了F56的纯合植株。

利用RT-PCR的方法检测F56基因在突变体中的表达。提取F56纯合体植株的RNA进行反转录，采用F56基因上的两条引物P3(5’-CCCCAATGGCAGCCTCTT-3’(SEQ ID NO:6))和P4(5’-ACCATCCGTAGCACCTCC-3’(SEQ ID NO:7))进行PCR扩增。结果显示，在突变体F56中，与中花11(Zhonghua11)相比，F56基因表达明显上调(图4)，表明F56为F56基因的功能获得突变体。鉴定信息如表1所示。

表1

ID	插入基因	插入位点	插入鉴定	表达
					F56	OS02G58970	启动子在ATG前102bp	正确	上调

F56基因具有SEQ ID NO:1所示的基因组序列，以及具有SEQ ID NO:2所示的CDS序列，编码的F56蛋白具有SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列。

实施例2、F56突变体的基因互补及表型分析

为了进一步确认F56基因的生理功能，本发明人构建了该基因的RNAi载体，用于转化水稻进行互补分析。利用PCR的方法以cDNA为模板扩增了该基因的302bp特异片段，引物为F56RT-s(5’-CCCCAATGGCAGCCTCTT-3’(SEQ ID NO:8))和F56RT-a(5’-ACCATCCGTAGCACCTCC-3’(SEQ ID NO:9))，分别含有KpnI/HindIII和BamHI/PstI的酶切位点。分别用HindIII/PstI和BamHI/PstI进行酶切，将产物进行琼脂糖凝胶电泳并切胶回收，依次反向连入到经同样酶切处理后的pMD-T-intron载体(购自Takara)中。HindIII酶切产物补平后连入SmaI酶切的pCAMBIA2300双元载体(购自CAMBIA)中。

采用电击转化方法将双元载体质粒导入根癌农杆菌EHA105，并采用农杆菌介导法(参见Hiei Y，Ohta S，Komari T，Kumashiro T.Plant J 1994；6：271-282)，对突变体水稻F56(Zhonghua11(获自上海市农业科学院)背景)以及野生型Zhonghua11(ZH11)进行转化。

转化突变体水稻F56后，从获得的T0代转基因植株中提取RNA并进行反转录，用F56基因特异的引物F56RT-s：5’-CCCCAATGGCAGCCTCTT-3’(SEQ ID NO:10)和F56RT-a2：5’-TGTTCGACGACGACATTGC-3’(SEQ ID NO:11)对该基因的表达进行检测，最终获得了5个独立的F56基因表达不同程度降低的转基因株系F56-C1，C2，C3，C4，C5，如图5所示。5个T0代植株收种后进行扩繁，并将T2代的种子分别单株收种，每个单株的种子取30粒，在含卡那霉素(30mg/L)的水中进行萌发，全萌发的单株被鉴定为纯系。所得的5个转基因株系的纯系种子，用于后续的分析。

转化野生型Zhonghua11(ZH11)后，如前获得其转基因植株，观察植株的生长，在开花后期的表型如图11。可见F56RNAi可以降低植物株高，并显著的减小植物叶倾角的角度；植物的分蘖数目有所减少。

实施例3、F56过量表达突变体中BR信号基因及合成基因的检测

为了进一步探究这些表型的出现和哪些信号相关，本发明人检测了对于株高，分蘖，和叶倾角相关的激素油菜素内酯，检测了油菜素内酯的合成基因CPD，D11，DWARF4基因的表达情况，发现这些基因表达下调，如图6。表明油菜素内酯的信号增强，解释了其出现这种表型的原因。

同时，本发明人使用幼苗的叶倾角实验表明F56材料对于油菜素内酯表现出超敏感的反应。具体实验如下：黄化水稻叶节对BR的弯曲实验，水稻种子于无菌水、黑暗、28℃条件下萌发2天后筛选萌发一致的种子放入0.7％Agar固体培养基中继续培养生长8天。剪下第二叶节、带叶片和叶鞘各约1厘米长的节段，放入无菌水中处理24小时，记录此时的叶倾角；然后再放入含有不同的激素的水中处理。每个处理选20个叶节，处理48小时后量取叶节弯曲角度(叶鞘与叶片形成的外角)，统计。也证明了F56表型出现的原因是由于油菜素内酯的信号增强。如图7所示。

实施例3、F56转基因植物的制备及表型

使用下列引物，以F56植物cDNA序列为模板，扩增全长F56基因：

F56-1301-p1(SEQ ID NO:12)：CG GGATCC ATG CCC ACC CCG CCA TCG(下划线为BamHI位点)；

F56-1301-p2(SEQ ID NO:13)：GG GGTACC TCA GGT GAG TCC TCC TAG(下划线为KpnI位点)。

将扩增获得的全长F56基因连入pUN1301(购自CAMBIA)表达载体的BamHI/KpnI位点，获得pUN1301-F56。

使用下列引物，以F56植物基因组序列为模板，扩增F56片段(F56CA，SEQ ID NO:2中第721-2073位，编码SEQ ID NO:3中第240-690位)：

F56-CA-P1(SEQ ID NO:14)：CG GGATCC ATG GAC TAC AAG GAC GAC GAT GAC AAGCCG ACC GCG CCG GCG GCC BamHI

F56-CA-p2(SEQ ID NO:15)：GG GGTACC TCA GGT GAG TCC TCC TAG KpnI

将扩增获得的F56CA1连入PUN1301表达载体的BamHI/KpnI位点，获得PUN1301-F56CA1。

分别转化使用过量表达载体PUN1301-F56和PUN1301-F56CA1通过农杆菌EHA105转化ZH11愈伤组织，得到的T1代转基因植物。

应用Real-time PCR鉴定F56CA过量表达材料，结果显示，F56CA的表达上调约30倍，如图8A。

应用Real-time PCR鉴定全长F56过量表达材料，结果显示，全长F56的表达上调约10倍，如图8B。

对获得的转基因植物进行表型分析及表达鉴定。以ZH11为对照。结果如图8-9。因此，全长F56或其片段F56CA可以显著地降低植物的株高；增加植物的分蘖数目；增大植物叶片的叶倾角。

全长F56的转基因植物与ZH11在开花后期的表型如图10。可见全长F56可以显著地降低植物的株高；增加植物的分蘖数目；增大植物叶片的叶倾角。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (12)

1.一种调节植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度的方法，其特征在于，所述方法包括：调节植物中F56蛋白的表达；所述的植物为水稻；所述的F56蛋白选自下组：

(a)如SEQ ID NO:3所示氨基酸序列的蛋白；

(b)如SEQ ID NO:3中第240-690位所示氨基酸序列的蛋白。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：上调植物中F56蛋白的表达；从而：

降低植物的株高；

增加植物的分蘖数目；

增大植物叶片的叶倾角；

下调油菜素内酯合成基因表达；或

促进油菜素内酯信号强度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上调植物中F56蛋白的表达包括：将F56蛋白的编码基因转入植物中，从而上调植物中F56蛋白的表达。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：下调植物中F56蛋白的表达；从而：

减少植物的分蘖数目；或

减小植物叶片的叶倾角。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述下调植物中F56蛋白的表达包括：将反义的F56蛋白的编码基因转入植物中，从而下调植物中F56蛋白的表达。

6.一种F56蛋白或其编码基因用途，用于调节植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度；所述的植物为水稻；所述的F56蛋白选自下组：

(a)如SEQ ID NO:3所示氨基酸序列的蛋白；

(b)如SEQ ID NO:3中第240-690位所示氨基酸序列的蛋白。

7.如权利要求6所述的用途，其特征在于，上调所述的F56蛋白或其编码基因的表达，从而：

降低植物的株高；

增加植物的分蘖数目；

增大植物叶片的叶倾角；

下调油菜素内酯合成基因表达；或

促进油菜素内酯信号强度。

8.如权利要求6或7所述的用途，其特征在于，所述的F56的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示。

9.一种F56蛋白或其编码基因用途，用于作为鉴定植物株高、分蘖数目、叶倾角或油菜素内酯信号强度的分子标记；所述的植物为水稻；所述的F56蛋白选自下组：

(a)如SEQ ID NO:3所示氨基酸序列的蛋白；

(b)如SEQ ID NO:3中第240-690位所示氨基酸序列的蛋白。

10.分离的F56蛋白片段，其氨基酸序列如SEQ ID NO:3中第240-690位所示。

11.分离的多核苷酸，其编码权利要求10所述的F56蛋白片段。

12.如权利要求11所述的多核苷酸，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ IDNO:2中第721-2073位所示。