CN103408648B - 水稻bg1蛋白及其编码基因在调节植物生长发育中的应用 - Google Patents

水稻bg1蛋白及其编码基因在调节植物生长发育中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水稻BG1蛋白及其编码基因在调节植物生长发育中的应用。本发明所提供的应用具体为由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质或其编码基因在调控植物生长发育中的应用。实验证明，BG1基因在野生型品种日本晴中过表达，可导致水稻籽粒体积变大、千粒重、单株产量以及生物量增加，暗示了BG1基因在农业生产上可能的应用潜力。同时在拟南芥中过表达水稻BG1基因可以导致其器官（种子和叶片）增大，说明BG1很可能在单子叶植物和双子叶植物中有着共同的保守机制参与对籽粒（种子）大小的调控。本发明在农作物遗传改良等领域具有广阔的市场和应用前景。

Description

水稻BG1蛋白及其编码基因在调节植物生长发育中的应用
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及一种水稻BG1蛋白及其编码基因在调节植物生长发育中的应用。
背景技术
水稻是世界上最主要的粮食作物之一，在亚洲地区广泛种植。随着世界人口的增长，提高水稻产量是育种的重要目标。同时水稻作为单子叶植物的模式植物，对其产量分子机制的解析可为其它作物的增产提供理论基础。水稻的产量受多方面的影响，主要包括环境因素和遗传因素两个方面。环境因素主要包括温度、光照、土壤、生物胁迫和非生物胁迫等。从遗传因素讲，水稻的产量性状主要是由多基因控制的数量性状，因此连续变异和受环境影响大为研究其遗传机制增加了难度。分蘖数、每穗粒数、千粒重和结实率构成了水稻的产量因子。其中千粒重又可以进一步分解为粒长、粒宽和灌浆程度等几个指标。此外，植株形状、穗型、叶型和对营养物质的吸收利用也对水稻产量产生一定的影响。因此，水稻产量的形成是以遗传为基础，在特定环境下共同作用的结果。
目前，随着分子遗传学的发展，已经克隆到许多控制和影响水稻产量的重要基因。如控制分蘖数的MOC1、DLT基因，控制每穗粒数的IPA1、DEP1、DEP2、Gn1a和DST基因，控制籽粒大小的GS3、SW5、GIF1、GW2、GW8、qGL3和GW6基因，控制抽穗期的Ghd7基因和控制开花期LVP1基因等。然而，对已克隆的控制水稻籽粒大小基因的分子机制研究还知之甚少。另外，这些基因大部分参与了种子发育的负调控的过程，在一定程度上限制了在农业生产中的应用。因此，寻找并克隆新的控制水稻籽粒大小的基因有着重要的理论和实际意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种水稻BG1蛋白及其编码基因在调节植物生长发育中的应用。
本发明所提供的应用，具体为由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质（BG1蛋白）或其编码基因（BG1基因）在调控植物生长发育中的应用。
在本发明中，所述植物生长发育，具体可体现在如下1）-5）中至少一种：
1）籽粒体积；
2）籽粒千粒重；
3）单株籽粒产量；
4）植株生物量；
5）叶片面积。
更加具体的，以上所有的所述调控植物生长发育均具体为如下6）-10）中至少一种：
6）增大或减小籽粒体积；
7）增加或减少籽粒千粒重；
8）增加或减少单株籽粒产量；
9）增加或减少植株生物量；
10）增大或减小叶片面积。
由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质或其编码基因在选育具有如下I）-V）目的性状中至少一种的植物品种中的应用也属于本发明的保护范围：
I）籽粒体积增大或减小；
II）籽粒千粒重增加或减少；
III）单株籽粒产量增加或减少；
IV）植株生物量增加或减少；
V）叶片面积增大或减小。
在实际应用中，当所选育的植物品种为具有以上I）-V）所述目的性状中至少一种[I）-V）所述目的性状均选择“或”字之前的性状]的植物品种时，需将所述BG1蛋白表达量较高的植株作为亲本进行杂交。当所选育的植物品种为具有以上I）-V）所述目的性状中至少一种[I）-V）所述目的性状均选择“或”字之后的性状]的植物品种时，需将所述BG1蛋白表达量较低的植株作为亲本进行杂交。
本发明的再一个目的是提供一种培育转基因植物的方法。
本发明所提供的培育转基因植物的方法，可为如下A）或B）的方法：
A）包括如下a）和b）的步骤：
a）向目的植物中导入由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到表达所述编码基因的转基因植物；
b）从步骤a）所得转基因植物中得到与所述目的植物相比，具有如下b1）-b5）目的性状中至少一种的转基因植物：
b1）籽粒体积增大；
b2）籽粒千粒重增加；
b3）单株籽粒产量增加；
b4）植株生物量增加；
b5）叶片面积增大；
B）包括如下c）和d）的步骤：
c）在目的植物中对由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因进行抑制表达，得到转基因植物；
d）从步骤c）所得转基因植物中得到与所述目的植物相比，具有如下d1）-d5）目的性状中至少一种的转基因植物：
d1）籽粒体积减小；
d2）籽粒千粒重减小；
d3）单株籽粒产量减小；
d4）植株生物量减小；
d5）叶片面积减小。
在上述的应用或方法中，所述植株生物量为整个植株的干重。
在上述的应用或方法中，所述由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因（即BG1基因）是如下（1）至（4）中任一所述的DNA分子：
（1）编码序列为序列表中序列1的DNA分子；
（2）序列表中序列1所示的DNA分子；
（3）在严格条件下与（1）或（2）所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子；
（4）与（1）-（3）任一限定的DNA分子具有90%以上同源性且编码由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子。
其中，序列1由933个核苷酸组成，整个序列1即为所述BG1基因的编码序列（ORF），编码序列表中序列2所示的蛋白质，序列2由310个氨基酸残基组成。
在所述方法A）中，所述由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因是通过含有所述蛋白质的编码基因的重组表达载体导入所述目的植物中的。
所述重组表达载体可用现有的植物表达载体构建。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如pGreen0029、pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN或其它衍生植物表达载体。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端。使用所述基因构建重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，例如花椰菜花叶病毒（CAMV）35S启动子、泛素基因Ubiquitin启动子（pUbi）、胁迫诱导型启动子Rd29A等，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本发明的基因构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用重组表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。也可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。
在本发明中，所述重组表达载体中启动所述编码基因转录的启动子为Actin1启动子、水稻内源BG1基因启动子或35S启动子。
所述Actin1启动子为水稻内源启动子，其核苷酸序列如序列表中序列3所示；所述水稻内源BG1基因启动子（ProBG1启动子）的核苷酸序列如序列表中序列4所示。
更为具体的，所述重组表达载体为如下（I）-（III）中任一种：
（I）将所述BG1基因***到pCAMBIA-2300-Actin载体的多克隆位点Xba I和Pst I之间后得到的重组质粒。在该重组表达载体中，启动所述基因转录的启动子为所述Actin1启动子。
（II）将所述水稻内源BG1基因启动子（ProBG1启动子）、所述BG1基因顺次***到pCAMBIA-2300载体的酶切位点EcoR I和BamH I之间后得到的重组质粒（即将GenBank：AC090484正向序列的第76281-79854位***到pCAMBIA-2300载体的酶切位点EcoR I和BamH I之间后得到的重组质粒）。在该重组表达载体中，启动所述基因转录的启动子为所述ProBG1启动子。
（III）将所述BG1基因***到pCAMBIA2300-35S-GFP载体的多克隆位点Xba I和Spe I之间后得到的重组质粒（pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP）。在该重组表达载体中，启动所述基因转录的启动子为所述35S启动子。
其中，所述pCAMBIA2300-35S-GFP载体是在pCAMBIA-2300-35S载体（记载于“郭强,褚栋,范仲学.凋亡抑制蛋白基因dsRNA转基因烟草表达载体的构建[J].天津农业科学,2013(01):6-10.”一文）的多克隆位点Sal I和Pst I之间***了“ACTAGTACC-序列6”所示DNA片段后得到的重组质粒。
在所述方法B）中，所述在目的植物中对由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因进行抑制表达，是通过将如下式（I）所示的DNA片段转入所述目的植物中实现的：
SEQ正向-X-SEQ反向（I）
所述SEQ正向是序列表中序列1的第61-500位核苷酸；
所述SEQ反向的序列与所述SEQ正向的序列反向互补；
所述X是所述SEQ正向与所述SEQ反向之间的间隔序列，在序列上，所述X与所述SEQ正向及所述SEQ反向均不互补。
在本发明中，所述式（I）所示的DNA片段的核苷酸序列为序列表中序列5的第1-1093位。
序列5由1100个核苷酸组成。其中，第1-440位为所述BG1基因的一个片段的正向序列（对应上述式（1）中的SEQ正向，与序列表中序列1的第61-500位一致），第441-653位（第447-647位为GA20-1st内含子核苷酸序列）对应上述式（1）中的X，第654-1093位为所BG1基因的一个片段的反向序列（对应上述式（1）中的SEQ反向，为序列表中序列2的第61-500位的反向互补序列）。
进一步，所述式（I）所示的DNA片段是通过RNA干扰表达载体（BG1RNAi载体）的形式转入所述目的植物中的；所述RNA干扰表达载体（BG1RNAi载体）上启动所述式（I）所示的DNA片段转录的启动子为所述Actin1启动子（序列3）。具体的，所述RNA干扰表达载体（BG1RNAi载体）为在pCAMBIA2300-Actin载体的多克隆位点（如Sal I和Pst I）之间***序列表中序列5所示DNA片段后得到的重组质粒。
在上述方法A）或B）中，将携带有所述BG1基因的所述重组表达载体或所述RNA干扰表达载体（BG1RNAi载体）导入所述目的植物，具体可为：通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。
在上述应用或方法中，所述植物为单子叶植物，也可为双子叶植物。当所述重组表达载体中启动所述编码基因转录的启动子为Actin1启动子时，所述植物为单子叶植物。
在本发明的一个实施例中，所述植物为单子叶植物水稻（如水稻品种日本晴）；在本发明的另一个实施例中，所述植物为双子叶植物拟南芥（如拟南芥Colombia生态型）。
实验证明，BG1基因在野生型品种日本晴中过表达，可导致水稻籽粒体积变大、千粒重、生物量增加，暗示了BG1基因在农业生产上可能的应用潜力。同时在拟南芥中过表达水稻BG1基因可以导致其器官（种子和叶片）增大，说明BG1很可能在单子叶植物和双子叶植物中有着共同的保守机制参与对籽粒（种子）大小的调控。本发明在农作物遗传改良等领域具有广阔的市场和应用前景。
附图说明
图1为BG1过表达水稻株系中BG1基因表达量的实时定量荧光PCR检测结果。其中，A为BG1过表达水稻株系OE-1、OE-2、OE-3中BG1基因表达量的实时定量荧光PCR检测结果；B为BG1过表达水稻株系OE-5和OE-7中BG1基因表达量的实时定量荧光PCR检测结果。
图2为BG1过表达水稻株系OE-1、OE-2、OE-3中BG1蛋白表达量的免疫印迹检测结果。
图3为BG1过表达水稻株系OE-1、OE-2、OE-3的植株表型鉴定结果。其中，A为各种水稻株系的整体植株表型；B为各种水稻株系的籽粒体积大小比较；C为各种水稻株系的稻穗长度比较；D为各种水稻株系的籽粒千粒重比较；E为各种水稻株系的植株生物量比较。
图4为BG1过表达水稻株系OE-5、OE-7的植株表型鉴定结果。其中，A为各种水稻株系的整体植株表型；B为各种水稻株系的籽粒体积大小比较；C为各种水稻株系的单株稻穗整体比较；D为各种水稻株系的籽粒千粒重比较；E为各种水稻株系的单株产量比较。
图5为BG1 RNAi载体中位于酶切位点Sal I和Pst I之间的BG1基因特异片段的反向重复序列结构示意图。
图6为BG1基因的RNAi水稻株系Ri-1和Ri-2的实时定量荧光PCR检测结果。
图7为BG1基因的RNAi水稻株系Ri-1和Ri-2的植株表型鉴定结果。其中，A（营养生长阶段）和B（生殖生长阶段）为各种水稻株系的整体植株表型；C为各种水稻株系的稻穗长度比较；D为各种水稻株系的籽粒体积大小比较；E为各种水稻株系的籽粒千粒重比较；F为各种水稻株系的植株生物量比较。
图8为pCAMBIA2300-35S-GFP载体的质粒图谱。
图9为BG1转基因拟南芥株系的植株表型及种子大小鉴定结果。其中，A为各拟南芥株系的植株表型；B为各拟南芥株系的种子大小比较。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
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。
水稻（Oryza.sativa L.）品种日本晴（Nipponbare）：记载于“Sun,C.H.,Fang,J.,Zhao,T.L.,Xu,B.,Zhang,F.T.,Liu,L.C.,Tang,J.Y.,Zhang,G.F.,Deng,X.J.,Chen,F.,Qian,Q.,Cao,X.F.and Chu,C.C.(2012)The histone methyltransferase SDG724mediatesH3K36me2/3deposition at MADS50and RFT1and promotes flowering in rice.Plant Cell,24,3235-3247.”一文。
拟南芥（Arabidopsis thaliana）Colombia生态型：记载于“Li,Y.,Zheng,L.,Corke,F.,Smith,C.and Bevan,M.W.(2008)Control of final seed and organ size by the DA1genefamily in Arabidopsis thaliana.Genes Dev.,22,1331-1336.”一文。
pCAMBIA2300-Actin载体：记载于“Wang,K.J.,Tang,D.,Wang,M.,Lu,J.F.,Yu,H.X.,Liu,J.F.,Qian,B.X.,Gong,Z.Y.,Wang,X.,Chen,J.M.,Gu,M.H.and Cheng,Z.K.(2009)MER3is required for normal meiotic crossover formation,but not for presynapticalignment in rice.J Cell Sci,122,2055-2063.”一文。
pUCRNAi载体：记载于“Wang,K.J.,Tang,D.,Wang,M.,Lu,J.F.,Yu,H.X.,Liu,J.F.,Qian,B.X.,Gong,Z.Y.,Wang,X.,Chen,J.M.,Gu,M.H.and Cheng,Z.K.(2009)MER3isrequired for normal meiotic crossover formation,but not for presynaptic alignment in rice.JCell Sci,122,2055-2063.”一文。
pCAMBIA2300载体：记载于“Tang,J.Y.,Zhu,X.D.,Wang,Y.Q.,Liu,L.C.,Xu,B.,Li,F.,Fang,J.and Chu,C.C.(2011)Semi-dominant mutations in the CC-NB-LRR-type Rgene,NLS1,lead to constitutive activation of defense responses in rice.Plant J.,66,996-1007.”一文。
pCAMBIA-2300-35S载体：记载于“郭强,褚栋,范仲学.凋亡抑制蛋白基因dsRNA转基因烟草表达载体的构建[J].天津农业科学,2013(01):6-10.”一文。
农杆菌AGL1：记载于“Sun,C.H.,Liu,L.C.,Tang,J.Y.,Lin,A.H.,Zhang,F.T.,Fang,J.,Zhang,G.F.and Chu,C.C.(2011)RLIN1,encoding a putative coproporphyrinogen IIIoxidase,is involved in lesion initiation in rice.J Genet Genomics,38,29-37.”一文。
农杆菌GV3101：记载于“Chen,F.,Shi,X.,Chen,L.,Dai,M.,Zhou,Z.,Shen,Y.,Li,J.,Li,G.,Wei,N.and Deng,X.W.(2012)Phosphorylation of FAR-RED ELONGATEDHYPOCOTYL1is a key mechanism defining signaling dynamics of phytochrome A underred and far-red light in Arabidopsis.The Plant cell,24,1907-1920.”一文。
下述实施例中所涉及的各种培养基：
YEP培养基：1L培养基中含有胰蛋白胨10g，酵母提取物10g，氯化钠5g，固体培养基中需加入15g琼脂，121℃灭菌20min后备用。
1/2MS培养基：1L培养基中加入MS盐2g，蔗糖20g，调节pH至5.8，加入琼脂8g，121℃灭菌20min后备用。
农杆菌侵染水稻愈伤组织AAM培养基：AA大量元素、AA微量元素、AA氨基酸、MS维生素、水解酪蛋白(500mg/L)、蔗糖(68.5g/L)、葡萄糖(36g/L)、As(0.1mM)，pH5.2。
水稻愈伤培养基：
NB基本培养基：N6大量元素、B5微量元素、B5有机成分、铁盐、水解酪蛋白(300mg/L)、脯氨酸(500mg/L)、蔗糖(30g/L)、琼脂(8g/L)，pH5.8。
诱导愈伤及继代培养基：NB基本培养基、2,4-D(2mg/L)。
分化培养基：NB基本培养基、6-BA(3mg/L)、NAA(1mg/L)。
壮苗培养基：1/2MS无机盐、NAA(0.5mg/L)、MET(0.25mg/L)。
以上各培养基中，各浓度均为相应组分在相应培养基中的终浓度。
实施例1、BG1过表达水稻的获得及功能鉴定
本实施例中所涉及的基因来源于水稻（Oryza.sativa L.）品种日本晴，其编码序列为序列表中序列1（命名为BG1基因），编码序列表中序列2所示的蛋白质（命名为BG1蛋白）。序列1共由993个核苷酸组成，序列2共由310个氨基酸组成。
一、BG1过表达水稻的获得
1、重组表达载体的构建
（1）水稻基因组DNA的提取
水稻基因组DNA提取采用CTAB法。具体过程如下：将适量水稻（Oryza.sativaL.）品种日本晴叶片材料放入研钵，用液氮研磨成粉末后装入2ml离心管，每管加入800μl CTAB提取液（2%CTAB，20mM EDTA，100mM Tris-HCl，1.4MNaCl），混匀后65℃温育30min；冷却后每管加入800μl氯仿，充分混匀静置5min，室温下12,000rpm离心5min；取600μl上清液于1.5ml离心管中，加入600μl预冷的异丙醇，充分混匀后-20℃沉淀30min；室温12,000rpm离心5min；DNA沉淀用70%乙醇洗1次；室温12,000rpm离心5min，倒掉上清液，室温干燥待乙醇挥发完全，将DNA溶于100μl的去离子水中。
（2）水稻总RNA的提取及cDNA的获得
水稻总RNA提取采用Trizol试剂法（Invitrogen）。具体过程如下：将1-2g水稻（Oryza.sativa L.）品种日本晴的叶片置于预冷的研钵中，迅速用液氮将其磨成粉末，称取0.2g至液氮预冷的2ml离心管中；每管加入1ml Trizol试剂，充分混匀后加入200μl氯仿，于涡旋震荡器上震荡1min，室温静置10min后于4℃，12,000rpm离心10min；小心吸取600μl上清液至1.5ml无RNA酶离心管中，加入等体积的异丙醇，室温放置5min后于4℃，12,000rpm离心10min，小心弃去上清液。沉淀用无RNA酶的70%乙醇洗2次，待乙醇完全挥发后，将RNA沉淀溶于50μl DEPC-H2O中，备用。
取2μg总RNA进行逆转录。反应体系为：总RNA2μg、Oligo（dT）1μl、加DEPC-H2O至10μl后于70℃下反应5min，迅速将反应产物拿出并置于冰上2min。然后加入：5×Reaction buffer5μl、dNTPs（10mM）1.25μl、RNA酶抑制剂0.625μl、反转录酶1μl、并加入DEPC-H2O至终体积25μl。充分混匀后于42℃下反应60min。得到cDNA。
（3）重组表达载体pCAMBIA2300-Actin-BG1的构建
以步骤（2）所得cDNA为模板，通过引物1与引物2进行PCR扩增，反应结束后对其产物进行纯化，表明扩增得到约945bp片段，测序表明，该片段具有序列表中序列1所示BG1基因的编码序列（ORF）。
引物1：5’-TCTAGAATGGAGAGGTGGGCGGCGCCCAAG-3’（下划线部分为XbaI的识别位点，其后的序列为序列1的第1-24位）
引物2：5’-CTGCAGTCAGACAACTCTGGCGCTCCGT-3’（下划线部分为Pst I的识别位点，其后的序列为序列1的第912-933位的反向互补序列）
用限制性内切酶Xba I和Pst I双酶切以上所得PCR产物，胶回收酶切片段，与经过同样双酶切的pCAMBIA2300-Actin载体骨架大片段相连，得到重组质粒。将所述重组质粒送样测序，将经测序表明在pCAMBIA2300-Actin载体的酶切位点Xba I和Pst I之间***序列表中序列1所示DNA片段的重组质粒命名为pCAMBIA2300-Actin-BG1。在重组表达载体pCAMBIA2300-Actin-BG1中，启动所述BG1基因转录的启动子为水稻内源的Actin1启动子，其核苷酸序列如序列表中序列3所示。
在重组表达载体pCAMBIA2300-Actin-BG1的构建过程中，也可以人工合成的序列表的序列1所示的BG1基因为模板。
（4）重组表达载体pCAMBIA2300-ProBG1-BG1的构建
以步骤（1）所得水稻基因组DNA为模板，通过引物A与引物B进行PCR扩增，反应结束后对其产物进行纯化，表明扩增得到约3.5kb的片段，测序表明，该片段的核苷酸序列为“GAATTC+GenBank号为AC090484正向序列的第76281-79854位+GGATCC”，自5’端到3’端依次为EcoR I的识别位点、水稻内源BGI基因的启动子ProBG1启动子区（2031bp，序列4）、BGI基因编码区（933bp，序列1）、3’非翻译区（610bp）和BamH I的识别位点。
引物A：5’-GAATTCGCTTGTCATTGCTGTACATGCTGT-3’（下划线部分为EcoRI的识别位点，其后的序列为GenBank：AC090484正向序列的第76281-76304位。
引物B：5’-GGATCCCACACACATGTTCCCATTAGGTTT-3’（下划线部分为BamHI的识别位点，其后的序列为GenBank：AC090484正向序列的第79831-79854位的反向互补序列。
用限制性内切酶EcoR I和BamH I双酶切以上所得PCR产物，胶回收酶切片段，与经过同样双酶切的pCAMBIA2300载体骨架大片段相连，得到重组质粒。将所述重组质粒送样测序，将经测序表明在pCAMBIA2300载体的酶切位点EcoR I和BamH I之间***GenBank：AC090484正向序列的第76281-79854位的重组质粒命名为pCAMBIA2300-ProBG1-BG1。在重组表达载体pCAMBIA2300-ProBG1-BG1中，启动所述BG1基因转录的启动子为水稻内源的ProBG1启动子，其核苷酸序列如序列表中序列4所示。
2、BG1过表达水稻的获得
（1）农杆菌感受态细胞转化
取-80℃冻存的农杆菌AGL1感受态细胞，置于冰上解冻；加入1-2μl转化质粒DNA（步骤1构建的重组表达载体pCAMBIA2300-Actin-BG1、pCAMBIA2300-ProBG1-BG1或pCAMBIA2300-Actin空载体），混匀后冰上放置30min；将感受态细胞置于液氮中速冻5min，迅速拿出放入37℃水浴中热激5min；加入600μl不含抗生素的YEP液体培养基，30℃，150rpm下培养3h；将菌液涂布于含相应抗生素的YEP固体培养基平板上，30℃下培养2-3天。获得转化后的重组农杆菌。
对转化后的重组农杆菌用由引物1和引物2（序列同上）组成的引物对进行PCR鉴定。将转入重组表达载体pCAMBIA2300-Actin-BG1，经鉴定表明含有BG1基因（PCR目的条带大小为945bp）的农杆菌AGL1命名为AGL1/Actin-BG1；将转入重组表达载体pCAMBIA2300-ProBG1-BG1，经鉴定表明含有BG1基因（PCR目的条带大小为945bp）的农杆菌AGL1命名为AGL1/ProBG1-BG1；将转入pCAMBIA2300-Actin空载体的农杆菌AGL1命名为AGL1/Actin。
（2）水稻的遗传转化
水稻的遗传转化主要采用农杆菌介导转化愈伤组织的方法。具体过程如下：挑取步骤1得到的重组农杆菌单菌落（AGL1/Actin-BG1，AGL1/ProBG1-BG1或AGL1/Actin），接种于10ml含有抗生素的YEP液体培养基中，于28℃，180rpm培养2～3天。取4ml菌液，在4,000rpm下离心3min，收集菌体。加入少量AAM培养基重新悬浮菌体，然后再加入20ml AAM培养基（含0.1mM乙酰丁香酮As），于28℃，150rpm下避光培养1-2h，至OD600=0.4左右。将生长状态良好的水稻品种日本晴的颗粒状愈伤组织浸入农杆菌培养液中，于28℃，150rpm下培养20min。将愈伤倒出，用无菌滤纸吸干多余菌液，将愈伤平铺在含多层滤纸的无菌平皿中，超净台上吹干。然后将愈伤组织转移到NB基本培养基上，黑暗条件下培养2～3天，之后将愈伤转至含有150mg/LG418以及400mg/L头孢霉素的NB基本培养基上筛选3～4周（一筛）。将一筛成活的愈伤组织转入二筛培养基上（含有200mg/L G418及200mg/L头孢霉素的NB基本培养基）筛选3周。将抗性愈伤组织转入分化培养基上（200mg/L G418）进行分化，再生植株在含200mg/L G418的壮苗培养基上生根后（约3-4周）转移至温室中。获得三种转基因苗，即转入pCAMBIA2300-Actin-BG1的水稻植株、转入pCAMBIA2300-ProBG1-BG1的水稻植株和转入pCAMBIA2300-Actin空载体的水稻植株（T0）。T0代经过连续两次自交获得T2代。
3、BG1过表达水稻的鉴定
（1）PCR初步鉴定
从步骤2获得的T0代转入pCAMBIA2300-Actin-BG1的BG1转基因水稻，转入pCAMBIA2300-ProBG1-BG1的BG1转基因水稻，以及转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株和转入pCAMBIA2300空载体的对照植株中分别提取基因组DNA。用新霉素磷酸转移酶(NPT II)引物F1和R1（引物序列如下）进行PCR鉴定，经鉴定表明含有NPT II基因的（PCR产物大小约为522bp）植株即为转基因阳性的植株。
F1：5’-AATATCACGGGTAGCCAACG-3’；
R1：5’-GGTGCCCTGAATGAACTCC-3’。
经上述PCR分子鉴定，将鉴定阳性的其中3个转入pCAMBIA2300-Actin-BG1的BG1转基因水稻株系分别记作OE-1、OE-2、OE-3；将鉴定阳性的其中2个转入pCAMBIA2300-ProBG1-BG1的BG1转基因水稻株系分别记作OE-5、OE-7。
（2）转录水平分析（RNA表达量）
第一组：以步骤（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-1、OE-2、OE-3，转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，以及未转基因的野生型水稻日本晴为实验材料。
第二组：以步骤（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-5、OE-7，转入pCAMBIA2300空载体的对照植株，以及未转基因的野生型水稻日本晴为实验材料。
采用如步骤一所述方法提取各材料的总RNA并反转录得到cDNA。进而以所得cDNA为模板，针对BG1基因进行实时定量荧光PCR，检测各材料中BG1基因在转录水平上的表达量。实验重复3次，结果取平均值。
实时定量荧光PCR使用C1000TM Thermal Cycler（CFX96real-time system,BioRad,USA）进行。PCR反应体系（20μl）按照产品使用说明书进行（Biorad公司SsoFastEvaGreen supermix，货号172-5201）具体体系如下：10μl SsoFast EvaGreen supermix，2μl上下游引物混合物（上下游引物浓度均为5μM），7μl RNase-free water，1μl cDNA模板。具体反应程序如下：酶热激活95℃30s，1个循环；变性95℃5s，延伸56℃5s，共40个循环。
其中，扩增BG1基因的引物序列为：
BG1上游引物：5’-GATGGAGAGCGACGAGGAC-3’（序列1的第738-756位）；
BG1下游引物：5’-GCAATGGCGGCGAAGTTC-3’（序列1的第801-818位的反向互补序列）。
以Ubiquitin作为内参基因，扩增内参Ubiquitin的引物序列为：
Ubiquitin上游引物：5’-ACCACTTCGACCGCCACTACT-3’，
Ubiquitin下游引物：5’-ACGCCTAAGCCTGCTGGTT-3’。
数据的处理采用Comparative Ct的方法，即Ct值为PCR管中荧光信号达到设定的域值时所经历的循环数，ΔCt=Ct(BG1)-Ct(Ubiquitin)，以2-ΔCt的值衡量基因转录水平，对各材料中BG1基因的表达进行分析比较。
各实验材料中BG1基因表达量的实时定量荧光PCR检测结果如图1所示，BG1基因的表达均为相对值。从图中可以看出：第一组中（图1中A），相比未转基因的野生型水稻日本晴，步骤（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-1、OE-2、OE-3中BG1基因的表达量在转录水平上显著提高，而对于转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，其BG1基因的表达量在转录水平与未转基因的野生型水稻日本晴相比基本一致，无统计学差异。第二组中（图1中B），相比未转基因的野生型水稻日本晴，步骤（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-5、OE-7中BG1基因的表达量在转录水平上显著提高，而对于转入pCAMBIA2300空载体的对照植株，其BG1基因的表达量在转录水平与未转基因的野生型水稻日本晴相比基本一致，无统计学差异。
（3）翻译水平分析（BG1蛋白表达量）
A.植物总蛋白的提取和定量
以步骤（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-1、OE-2、OE-3，转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，以及未转基因的野生型水稻日本晴为实验材料。取1g叶片放入研钵，液氮研磨粉碎。取0.2g转移至1.5ml离心管中。加入0.5ml蛋白质提取缓冲液，涡旋混匀后放在冰上10min，12,000rpm于4℃离心10min。小心吸取上清，放入-70℃短期保存。其中，蛋白质提取缓冲液的配方如下：62.5mMTris-HCl(pH7.4)、10%(v/v)甘油、0.1%SDS、2mM EDTA、1mM PMSF、1×cOmpleteProtease Inhibitor（Roche）、5%(v/v)β-巯基乙醇。蛋白质定量采用Bradford方法。
B.免疫印迹杂交分析
取30μg以上步骤A获得的植物总蛋白，进行SDS-PAGE电泳检测。电泳结束后，蛋白通过湿转的方法转移至PVDF膜上（Roche）。PVDF膜在含有5%脱脂奶粉的TBST溶液中室温4h或4℃封闭过夜。将封闭后的PVDF膜加入由TBST配制的含1%脱脂奶粉的一抗（Anti-OsBG1，用序列2所示的部分特异性BG1蛋白免疫小鼠后获得，由中科院遗传所动物中心制备，为鼠源）中，室温孵育4h或4℃过夜。之后置PVDF膜于TBST中洗3次，每次5min。再将PVDF膜加入由TBST配制的含1%脱脂奶粉的二抗（Promega公司生产的Anti-Mouse IgG(H+L),HRP Conjugate，货号为W4021）中，室温孵育2h。孵育结束后用TBST清洗3次，每次5min。最后按照发光检测试剂盒（Santa Cruz公司生产Western Blotting Luminol Reagent，货号sc-2048）说明操作，于暗室进行X光显影。以Hsp70作为内参。
各实验材料中BG1基因表达量的免疫印迹检测结果如图2所示，BG1蛋白大小约为35KD，与预期结果一致。从图中可以看出，相比未转基因的野生型水稻日本晴，步骤（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-1、OE-2、OE-3中BG1基因的表达量在翻译水平上显著提高。而对于转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，其BG1基因的表达量在翻译水平与未转基因的野生型水稻日本晴相比基本一致，无统计学差异。
二、BG1过表达水稻的功能鉴定
1、BG1转基因水稻株系OE-1、OE-2、OE-3的籽粒体积、千粒重，以及植株生物量的测定
以步骤一3（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-1、OE-2、OE-3，转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，以及未转基因的野生型水稻日本晴为实验材料。将各实验材料的水稻种子去壳后，在75%的乙醇中浸泡2min，之后转移至无菌的三角瓶中，加入终浓度为2%（v/v）的次氯酸钠溶液消毒2次，每次20min。用无菌水清洗6～8次，然后在超净工作台吹干后播种在1/2MS培养基上，置于光照培养箱中培养，培养条件为白天30℃，12h光照，晚上28℃，12h光照。观察各水稻株系的植株表型、籽粒体积和稻穗大小，并对籽粒千粒重以及植株生物量进行统计。所述植株生物量为整个植株的干重。实验重复三次，结果取平均值。
结果显示，相比未转基因的野生型水稻日本晴，步骤一3（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-1、OE-2、OE-3表现出明显的株高增加、籽粒体积增大、稻穗伸长（图3中A-C），具体千粒重及植株生物量的测量结果如图3中的D和E所示，且结合步骤一中的各水稻株系的蛋白免疫印迹结果，发现各水稻株系表型出现的程度与BG1蛋白表达水平呈现正相关。而对于转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，以上各表型与未转基因的野生型水稻日本晴相比基本一致，无统计学差异。
2、BG1转基因水稻株系OE-5和OE-7的的籽粒体积、千粒重，以及单株籽粒产量的测定
以步骤步骤一3（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-5和OE-7，转入pCAMBIA2300空载体的对照植株，以及未转基因的野生型水稻日本晴为实验材料。将各实验材料的水稻种子按照以上步骤1的方法播种培养。观察各水稻株系的植株表型、籽粒体积和稻穗大小，并对籽粒千粒重以及单株籽粒产量进行统计。实验重复三次，结果取平均值。
结果如图4所示，相比未转基因的野生型水稻日本晴，步骤一3（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系OE-5和OE-7表现出明显的株高增加、籽粒体积增大、稻穗伸长（图4中A-C），具体千粒重及单株籽粒产量的测量结果如图4中的D和E所示，且结合步骤一中的各水稻株系的BG1基因的表达量分析结果，发现各水稻株系表型出现的程度与BG1基因表达水平呈现正相关。而对于转入pCAMBIA2300空载体的对照植株，以上各表型与未转基因的野生型水稻日本晴相比基本一致，无统计学差异。
实施例2、BG1基因的RNAi水稻的获得及功能鉴定
一、BG1基因的RNAi水稻的获得
1、BG1RNAi载体的构建
（1）水稻总RNA的提取及cDNA的获得
同实施例1步骤一。
（2）BG1RNAi载体的构建
以步骤（1）所得cDNA为模板，通过引物3与引物4进行PCR扩增，反应结束后对其产物进行纯化，表明扩增得到约440bp片段，测序表明，该片段具有序列表中序列1所示BG1基因的编码序列（ORF）。
引物3：5’-CTCGAGCAGCCGTCTTTCTCATCCAC-3’（下划线部分为Xho I的识别位点，其后的序列为序列1的第61-80位）
引物4：5’-GGATCCGCGAAGATGGAGTTGAGGAA-3’（下划线部分为BamH I的识别位点，其后的序列为序列1的第481-500位的反向互补序列）
用限制性内切酶Xho I和BamH I双酶切以上所得PCR产物，胶回收酶切片段，与经过Xho I和Bgl II双酶切的pUCRNAi载体骨架大片段相连（BamH I和Bgl II为同尾酶），得到中间载体pBGRi-1。之后用限制性内切酶Xho I和BamH I双酶切以上所得PCR产物，胶回收酶切片段，与经过BamH I和Sal I双酶切的中间载体pBGRi-1骨架大片段相连（Xho I和Sal I为同尾酶），得到中间载体pBGRi-2。最后用限制性内切酶Xho I和Pst I双酶切中间载体pBGRi-2，胶回收酶切片段（反向重复序列，大小约为1093bp，其结构示意图如图5所示），与经过Sal I和Pst I双酶切的pCAMBIA2300-Actin载体骨架大片段相连（Xho I和Sal I为同尾酶），得到重组质粒。将所述重组质粒送样测序，将经测序表明在pCAMBIA2300-Actin载体的酶切位点Sal I和Pst I之间***序列表中序列5所示DNA片段的重组质粒命名为BG1RNAi。在重质粒BG1RNAi中，启动所述序列5所示DNA片段转录的启动子为水稻内源的Actin1启动子，其核苷酸序列如序列表中序列3所示。序列5由1100个核苷酸组成。其中，第1-440位为所述BG1基因的一个片段的正向序列（与序列表中序列1的第61-500位一致），第447-647位为GA20-1st内含子核苷酸序列，第654-1093位为所BG1基因的一个片段的反向序列（为序列表中序列1的第61-500位的反向互补序列）。正向序列和反向序列之间由一段内含子（intron）序列隔开以维持载体的稳定性；该***在植物细胞中转录产生带发夹结构（hairpin）的dsRNA，引发RNAi，从而抑制目的基因的表达。
在重组质粒BG1RNAi的构建过程中，也可以人工合成的序列表的序列1所示的BG1基因为模板。
2、BG1基因的RNAi水稻的获得
（1）农杆菌感受态细胞转化
参照实施例1步骤一中的方法进行。
对转化后的重组农杆菌用由引物3和引物4（序列同上）组成的引物进行PCR鉴定。将经鉴定表明含有BG1基因片段（PCR目的条带大小为440bp）的农杆菌AGL1命名为AGL1/Actin-BG1RNAi；将转入pCAMBIA2300-Actin空载体的农杆菌AGL1命名为AGL1/Actin。
（2）水稻的遗传转化
参照实施例1步骤一中的方法进行。
获得两种转基因苗，即转入BG1 RNAi载体的水稻植株和转入pCAMBIA2300-Actin空载体的水稻植株（T0代）。T0代经过连续两次自交获得T2代。
3、BG1基因的RNAi水稻的鉴定
（1）PCR初步鉴定
从步骤2获得的T0代BG1基因的RNAi水稻，以及转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株中分别提取基因组DNA。用新霉素磷酸转移酶(NPT II)引物F1和R1（引物序列如下）进行PCR鉴定，经鉴定表明含有NPT II基因的（PCR产物大小约为522bp）植株即为转基因阳性的植株。
F1：5’-AATATCACGGGTAGCCAACG-3’；
R1：5’-GGTGCCCTGAATGAACTCC-3’。
经上述PCR分子鉴定，将鉴定阳性的其中2个BG1基因的RNAi水稻株系分别记作Ri-1和Ri-2。
（2）转录水平分析（RNA表达量）
以步骤（1）获得的T2代BG1基因的RNAi水稻株系Ri-1和Ri-2，转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，以及未转基因的野生型水稻日本晴为实验材料。按照实施例1步骤一中的方法针对各实验材料中BG1基因进行实时定量荧光PCR检测。
各实验材料中BG1基因表达量的实时定量荧光PCR检测结果如图6所示，BG1基因的表达均为相对值。从图中可以看出，相比未转基因的野生型水稻日本晴，步骤（1）获得的T2代BG1基因的RNAi水稻株系Ri-1和Ri-2中BG1基因的表达量在转录水平上显著降低。而对于转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，其BG1基因的表达量在转录水平与未转基因的野生型水稻日本晴相比基本一致，无统计学差异。
二、BG1基因的RNAi水稻的功能鉴定
以步骤（1）获得的T2代BG1基因的RNAi水稻株系Ri-1、Ri-2，转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，以及未转基因的野生型水稻日本晴为实验材料。按照实施例1步骤二中的方法将各实验材料的种子播种后培养。观察各水稻株系的植株表型、籽粒体积和稻穗大小，并对籽粒千粒重以及植株生物量进行统计。所述植株生物量为整个植株的干重。实验重复三次，结果取平均值。
结果显示，相比未转基因的野生型水稻日本晴，步骤（1）获得的T2代BG1转基因水稻株系Ri-1和Ri-2表现出明显的根长变短、株高变矮、籽粒体积减小、稻穗缩短（图7中A-D），具体千粒重及植株生物量的测量结果如图7中的E和F所示，且结合步骤一中的各水稻株系中BG1基因的实时定量荧光PCR检测结果，发现各水稻株系表型出现的程度与BG1基因的转录水平呈现正相关。而对于转入pCAMBIA2300-Actin空载体的对照植株，以上各表型与未转基因的野生型水稻日本晴相比基本一致，无统计学差异。
实施例3、BG1转基因拟南芥的获得及其功能鉴定
一、BG1转基因拟南芥的获得
1、重组表达载体pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP的构建
（1）水稻总RNA的提取及cDNA的获得
同实施例1步骤一。
（2）重组表达载体pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP的构建
以步骤（1）所得cDNA为模板，通过引物5与引物6进行PCR扩增，反应结束后对其产物进行纯化，表明扩增得到约945bp片段，测序表明，该片段具有序列表中序列1所示BG1基因的编码序列（ORF）。
引物5：5’-TCTAGAATGGAGAGGTGGGCGGCGCCCAAG-3’（下划线部分为XbaI的识别位点，其后的序列为序列1的第1-24位）
引物6：5’-ACTAGTTCAGACAACTCTGGCGCTCCGT-3’（下划线部分为Spe I的识别位点，其后的序列为序列1的第912-933位的反向互补序列）
用限制性内切酶Xba I和Spe I双酶切以上所得PCR产物，胶回收酶切片段，与经过同样双酶切的pCAMBIA2300-35S-GFP载体（其构建过程见下文）骨架大片段相连，得到重组质粒。将所述重组质粒送样测序，将经测序表明在pCAMBIA2300-35S-GFP载体的酶切位点Xba I和Spe I之间***序列表中序列1所示DNA片段的重组质粒命名为pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP。在重组表达载体pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP中，启动所述BG1基因转录的启动子为35S启动子。
在重组表达载体pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP的构建过程中，也可以人工合成的序列表的序列1所示的BG1基因为模板。
其中，pCAMBIA2300-35S-GFP载体的构建过程如下：
以序列表中序列6所示的GFP基因（ORF）为模板，采用引物GFP-F和GFP-R进行PCR扩增，反应结束后对扩增产物进行纯化。用限制性内切酶Sal I和Pst I对回收的PCR产物进行双酶切，将其与经过同样Sal I和Pst I酶切后的pCAMBIA-2300-35S载体骨架大片段相连，获得重组质粒。将经测序表明，在pCAMBIA-2300-35S载体的多克隆位点Sal I和Pst I之间***了“ACTAGTACC-序列6”所示DNA片段的重组质粒命名为pCAMBIA2300-35S-GFP。pCAMBIA2300-35S-GFP载体的质粒图谱如图8所示。
GFP-F：5’-GTCGAC-ACTAGT-A-CCATGG-TGAGCAAGGGCGAG-3’（下划线部分依次为Sal I、Spe I和Nco I的识别位点，粗斜体部分的的序列为序列6的第1-18位）。
GFP-R：5’-CTGCAGTTACTTGTACAGCTCGTCCATGCC-3’（下划线部分为PstI的识别位点，其后的序列为序列6的第697-720位的反向互补序列）。
2、农杆菌感受态细胞转化
用步骤1构建的重组表达载体pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP和pCAMBIA2300-35S-GFP空载体分别转化农杆菌GV3101，得到两种重组农杆菌，即转入重组表达载体pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP的重组农杆菌GV3101/35S-BG1-GFP，以及转入pCAMBIA2300-35S-GFP空载体的重组农杆菌GV3101/35S-GFP。具体的转化及鉴定方法参照实施例1相关步骤进行。
3、拟南芥的遗传转化
拟南芥的遗传转化主要采用浸花法。具体方法如下：挑选挑取步骤2得到的重组农杆菌单菌落（GV3101/35S-BG1-GFP或GV3101/35S-GFP），之后进行小量扩繁，按照1/100进行大量摇菌，直至OD600=1.0～1.4。之后于4℃，4,000rpm离心15min收集菌体，收集后的菌体用侵染液（1%MS，0.01%silwet-77，pH5.8）重悬。将有大量花蕾的拟南芥Colombia生态型植株倒置于含有侵染液的玻璃瓶中，浸泡约1min，取出植株，用透明塑料薄膜覆盖，防止侵染液的挥发。24h后取下薄膜，按照常规方法培养植株直至结实，收获成熟的种子（T0代）。之后进行卡那霉素抗性筛选，将种子播种于含50mg/L卡那霉素MS培养基上培养，收集具有卡那霉素抗性的转基因拟南芥的种子，获得具有卡那霉素抗性的两种转基因苗，即转入pCAMBIA2300-35S-BG1-GFP的拟南芥植株和转入pCAMBIA2300-35S-GFP空载体的拟南芥植株（T1代）。T1代自交后获得T2代。
2、BG1转基因拟南芥的鉴定
从步骤2获得的T1代BG1转基因拟南芥，以及转入pCAMBIA2300-35S-GFP空载体的对照植株中分别提取基因组DNA。用新霉素磷酸转移酶(NPT II)引物F1和R1（引物序列如下）进行PCR鉴定，经鉴定表明含有NPT II基因的（PCR产物大小约为522bp）植株即为转基因阳性的植株。
F1：5’-AATATCACGGGTAGCCAACG-3’；
R1：5’-GGTGCCCTGAATGAACTCC-3’。
经上述PCR分子鉴定，将鉴定阳性的其中2个BG1转基因拟南芥株系分别记作AtBG1-1和AtBG1-2。
二、BG1转基因拟南芥的功能鉴定
以步骤（1）获得的T2代纯合BG1转基因拟南芥株系AtBG1-1、AtBG1-2，转入pCAMBIA2300-35S-GFP空载体的对照植株，以及未转基因的拟南芥Colombia生态型为实验材料。将各实验材料的拟南芥种子首先在75%的乙醇中浸泡2min，加入终浓度为2%(v/v)的次氯酸钠溶液消毒10min。用无菌水清洗4～5次，将种子均匀的播种在1/2MS培养基上，4℃黑暗处理2天后放在16h光照，8h黑暗的光照培养间中生长，温度控制在23±1℃，相对湿度控制在70%，之后进行表型观察。实验重复三次，结果取平均值。
结果如图9所示，相比未转基因的拟南芥Colombia生态型，步骤（1）获得的T2代BG1转基因拟南芥株系AtBG1-1、AtBG1-2的叶片面积明显增加，植株整体变大。在种子成熟后，体视镜观察发现BG1转基因后代种子的体积也发生明显增大。而对于转入pCAMBIA2300-35S-GFP空载体的对照植株，以上各表型与未转基因的拟南芥Colombia生态型相比基本一致，无统计学差异。

Claims (11)

1.由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质或其编码基因在调控植物生长发育中的应用；
所述植物生长发育，体现在如下1)-5)中至少一种：
1)籽粒体积；
2)籽粒千粒重；
3)单株籽粒产量；
4)植株生物量；
5)叶片面积。
2.由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质或其编码基因在选育具有如下I)-V)目的性状中至少一种的植物品种中的应用：
I)籽粒体积增大或减小；
II)籽粒千粒重增加或减少；
III)单株籽粒产量增加或减少；
IV)植株生物量增加或减少；
V)叶片面积增大或减小。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因是序列表中序列1所示的DNA分子。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述植物为单子叶植物或双子叶植物。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述单子叶植物为水稻；所述双子叶植物为拟南芥。
6.培育转基因植物的方法，为如下A)或B)的方法：
A)包括如下a)和b)的步骤：
a)向目的植物中导入由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到表达所述编码基因的转基因植物；
b)从步骤a)所得转基因植物中得到与所述目的植物相比，具有如下b1)-b5)目的性状中至少一种的转基因植物：
b1)籽粒体积增大；
b2)籽粒千粒重增加；
b3)单株籽粒产量增加；
b4)植株生物量增加；
b5)叶片面积增大；
B)包括如下c)和d)的步骤：
c)在目的植物中对由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因进行抑制表达，得到转基因植物；
d)从步骤c)所得转基因植物中得到与所述目的植物相比，具有如下d1)-d5)目的性状中至少一种的转基因植物：
d1)籽粒体积减小；
d2)籽粒千粒重减小；
d3)单株籽粒产量减小；
d4)植株生物量减小；
d5)叶片面积减小。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因是序列表中序列1所示的DNA分子。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述方法A)中，所述由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因是通过含有所述蛋白质的编码基因的重组表达载体导入所述目的植物中的。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述重组表达载体中启动所述编码基因转录的启动子为Actin 1启动子、水稻内源BG1基因启动子或35S启动子。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述植物为单子叶植物或双子叶植物。
11.根据权利要求10所述方法，其特征在于：所述单子叶植物为水稻；所述双子叶植物为拟南芥。
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