CN107164347A - 控制水稻茎秆粗度、分蘖数、穗粒数、千粒重和产量的理想株型基因npt1及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能增加水稻茎秆粗度、每穗穗粒数、千粒重及产量的理想株型基因NPT1及其应用。NPT1基因功能及其表达量高低与水稻茎秆粗度、每穗穗粒数、粒重及产量密切相关，该基因的一个优异等位变异类型npt1，造成该基因表达量显著下降，导致水稻茎秆增粗、每穗穗粒数和粒重增加，从而增加产量。进一步研究发现NPT1编码一个类似人类OTUB1蛋白的去泛素化酶，它通过调控OsSPL14蛋白稳定性，从而实现对水稻株(穗)型的调控。将npt1与优异农艺性状调控基因dep1‑1聚合，可以进一步提高水稻产量。NPT1作为控制重要水稻农艺性状的新基因，它的克隆为水稻分子聚合育种和产量改良提供一定的理论和技术支持。

Description

控制水稻茎秆粗度、分蘖数、穗粒数、千粒重和产量的理想株 型基因NPT1及其应用

技术领域

本发明属于植物生物技术领域。具体地，本发明涉及一种增加水稻茎秆粗度、每穗穗粒数、千粒重和产量的基因及其应用。

背景技术

水稻是重要的粮食作物之一，养活了全球大约二分之一的人口。上个世纪60年代，半矮化育种的推广使得全世界水稻产量得到显著的提高。近30年以来，虽然水稻杂种优势利用及其新品种培育在水稻产量提升方面取得了较大的进展，但是产量的提高幅度依然不能满足日益增长人口对粮食的需求。预计2050年人口数量将达到89亿，这意味着2050年粮食生产需要提高50％。面对人口急剧增长，环境不断恶化，可耕地面积不断减少的严峻形势，如何有效地提高水稻单产已成为农业生产上的一项非常重要的任务。

水稻产量主要由单位面积上的有效穗数、每穗穗粒数和千粒重等因素构成。分蘖数决定了有效穗数，分蘖是影响水稻穗数多少并进而影响其产量的重要农艺性状之一；一次枝梗、二次枝梗与结实率决定了每穗穗粒数；籽粒大小(长、宽、厚)决定了千粒重。同时，抽穗期，抗倒伏能力，抗病耐逆特性也影响着水稻产量。水稻穗型是指水稻穗的大小和生长姿态，是水稻株型的重要组成部分穗粒数与穗发育密切相关，小花数决定了每穗穗粒数；千粒重与谷粒大小和谷粒成熟过程中灌浆充实度密切相关，这些农艺性状都与植株产量紧密相关，并且这些重要农艺性状如株高、分蘖数、分蘖角度、穗部形态、粒型等都是典型的复杂农艺性状，受多个数量性状位点(Quantitative Trait Locus，QTLs)和环境因子控制。

在水稻育种中，理想株型塑造对水稻品种的遗传改良发挥了巨大的作用。传统的水稻株高较高，茎秆柔弱，对氮肥耐受力低，易倒伏，产量低；半矮杆基因sd1的引入，使株高显著降低，茎秆增粗，分蘖数增多，耐肥与抗倒伏能力提高，因此产量得到显著提高。为了进一步提高水稻单产，上个世纪80年代国际水稻所(International Rice ResearchInstitute，IRRI)提出了理想株型(New Plant Type)育种计划，即育成少蘖、大穗、茎秆粗壮的理想株型水稻。与此同时，我国育种家提出了北方粳型超级稻的理论，指出直立穗育种是继半矮化育种后适应超高产的又一重要的育种形态进化选择，并育成了以“辽粳5号”和“沈农265”等为代表的一批高产水稻新品种，显著地提高了我国粳稻的单产水平。前期，本实验室从高产粳稻品种“沈农265”中克隆了控制该直立穗型性状的基因DEP1，发现其优异等位基因dep1-1能够增加每穗穗粒数并提高产量，并已在我国的“超级稻”育种中起到了至关重要的作用。

发明内容

为了进一步解析水稻高产株型的分子调控机制，我们利用国际水稻所培育的具有理想株型特征的水稻亲本IR66167-27-5-1-6，通过QTL定位和图位克隆技术分离并克隆了控制该理想株型和产量的关键基因NPT1。在此基础上，综合利用了遗传学、分子生物学、生物化学等多种手段，深入研究了NPT1基因的生物学功能及其调控水稻产量的分子基础，为水稻高产育种提供相应的理论依据，也为水稻分子设计育种提供了重要基因资源。

本发明涉及一种控制水稻茎秆粗度、分蘖数、每穗穗粒数、千粒重和产量的理想株型基因NPT1及其应用。具体地，本发明涉及NPT1在提高农作物(例如，水稻、小麦、大麦、玉米、高粱等)的分蘖数、每穗穗粒数、千粒重、产量、茎秆粗度和耐倒伏能力方面的新功能和应用。更具体地，本发明涉及的NPT1及其同源基因来源于水稻、小麦、大麦、玉米、高粱等农作物。

本发明人利用一个来自国际水稻研究所的少蘖、大穗且茎秆粗壮的水稻亲本IR66167-27-5-1-6和我国粳稻品种春江06杂交所构建的重组自交系群体，发现其中一个株系RIL52表现出了理想株型特征，包括茎秆粗度增加，分蘖数目减少，单穗粒数和产量显著增加等性状。对RIL52与籼稻品种浙辐802杂交所构建的F₂群体进行了完全随机的田间实验，分别考察了分蘖数、每穗穗粒数和茎秆粗度这3个性状，结合各性状的表型值和分子标记数据，QTL分析发现在8号染色体长臂上存在一个同时控制茎秆粗度、穗粒数及分蘖数的主效QTL，将其命名为qNPT1。随后利用RIL52与浙辐802构建的BC₂F₂和BC₂F₃群体，将qNPT1精细定位到水稻第八号染色体长臂末端4.1Kbp的物理范围内，该区段仅有一个预测的候选基因。在此基础上，通过IR66167-27-5-1-6和中花11杂交，并对目标性状构建了中花11背景(ZH11)近等基因系，发现ZH11-npt1茎秆更为粗壮，分蘖数略微减少，株高基本不变，但每穗穗粒数和千粒重都有明显增加，单株产量显著增加。

水稻NPT1编码一个去泛素化酶(OsOTUB1)，是人类OTUB1在水稻中的同源基因，因此也将该基因称为OsOTUB1基因，在本发明中这两个术语缩写可互换使用。研究发现水稻OsOTUB1(SEQ ID NO：15，即水稻NTP1基因编码的蛋白，在本发明中也称为NPT1蛋白，这两个术语也可以互换使用)具有催化K48位和K63泛素链解聚的活性。本发明人对OsOTUB1蛋白的亚细胞定位进行了研究，发现OsOTUB1-GFP融合蛋白定位在细胞质与细胞核中。另外，构建了OsOTUB1自身启动子驱动的pOsOTUB1：：GUS植物表达载体，通过农杆菌介导的方法获得了转基因植株。对转基因植株不同发育时期的器官和组织进行GUS染色发现，该基因在水稻的整个发育时期都有表达，尤其在维管束***和分生组织中显著高表达。

通过转基因的方法，验证了OsOTUB1基因功能。发现该基因适度降低表达或者失去功能突变均会导致分蘖数减少，但能增加茎秆粗度、每穗穗粒数、千粒重，进而显著增加产量。相反，过量表达该基因则会产生类病斑表型并引发细胞死亡。通过酵母双杂交筛选互作蛋白发现OsOTUB1蛋白能与泛素结合酶OsUBC13相互作用，并抑制其功能。进一步研究发现OsOTUB1与水稻株型和产量正调控因子OsSPL14蛋白互作，并通过影响OsSPL14蛋白稳定性来调控水稻株型及产量。

同时，本发明人从小麦、大麦、玉米、高粱、小鼠及人类中分别克隆到了OsOTUB1同源基因的cDNA序列，并通过转基因研究证明了它们具有与OsOTUB1类似的控制水稻茎秆粗度、分蘖数、穗粒数、千粒重和产量的生物学功能。

将优异等位基因npt1导入高产粳稻品种武运粳7号中，多年多点田间测产统计分析发现npt1和dep1-1聚合能在主栽品种高产基础上实现水稻产量进一步提升。

本发明的目的在于提供一个可调控茎秆粗度、分蘖数、穗粒数、千粒重和产量的理想株型基因NPT1，为水稻高产分子设计育种提供具有重要育种利用价值的新基因资源。

因此，本发明提供下述：

在第一方面，本发明提供一种水稻理想株型基因NPT1及其等位基因npt1，其中npt1能够增加水稻的茎秆粗度、每穗穗粒数、千粒重及单株产量。这两种基因涉及到的核苷酸序列包括：

(1)SEQ ID NOs：1-4中的任何一个所示的核苷酸序列；

(2)与(1)的核苷酸序列的互补序列在中等严格条件、优选高严格杂交条件下杂交的核苷酸序列；

(3)与(1)的核苷酸序列具有至少70％、优选至少80％、更优选至少90％、尤其是至少95％或98％或99％同一性的核苷酸序列；

(4)与(1)的核苷酸序列编码相同氨基酸序列的蛋白质、但因遗传密码的简并性而在序列上不同的核苷酸序列；

(5)编码如下氨基酸序列之一的核苷酸序列：SEQ ID NO：15所示的氨基酸序列，或者，由于一或多个(例如1-25个、1-20个，1-15个，1-10个，1-5个，1-3个)氨基酸残基的替代、缺失和/或***而与SEQ ID NO：13所示的氨基酸序列不同的氨基酸序列，或者，与SEQ IDNO：15所示的氨基酸序列具有至少70％、优选至少80％、更优选至少90％、尤其是至少95％或98％同一性的氨基酸序列；

(6)(1)-(6)任何一个的核苷酸序列的活性片段；

(7)(1)-(6)任何一个的核苷酸序列互补的核苷酸序列。

在第二方面，本发明提供第一方面所述的基因及其等位基因的启动子序列，其如SEQ ID NO：5或6所示。

表1.SEQ ID NOs：1-6的序列名称及其来源

SEQ ID NO：	名称	来源
			1	NPT1 cDNA序列	浙辐802
2	npt1 cDNA序列	IR66167-27-5-1-6
			3	NPT1 gDNA序列	浙辐802
4	npt1 gDNA序列	IR66167-27-5-1-6
			5	NPT1启动子序列	浙辐802
6	npt1启动子序列	IR66167-27-5-1-6

在第三方面，本发明提供第一方面的水稻NPT1基因的同源基因，所述同源基因来源于乌拉尔图小麦、大麦、玉米、高粱、大豆、油菜、棉花或番茄，其编码SEQ ID NOs：16-23中任一个所示的氨基酸序列。

具体地，所述同源基因包含SEQ ID NOs：7-14中任一个所示的核苷酸序列。

表2.水稻NPT1基因的同源基因的核苷酸序列

SEQ ID NO：	名称	来源
			7	TuNPT1 cDNA序列	乌拉尔图小麦
8	HvNPT1 cDNA序列	大麦
			9	ZmNPT1 cDNA序列	玉米
10	SbNPT1 cDNA序列	高粱
			11	GmNPT1 cDNA序列	大豆
12	BnNPT1 cDNA序列	油菜
			13	GhNPT1 cDNA序列	棉花
14	SlNPT1 cDNA序列	番茄

在第四方面，本发明提供一种分离的多肽(也称蛋白)，其包含从如下组氨基酸序列中选择的氨基酸序列：

(1)SEQ ID NOs：15-23中任何一个所示的氨基酸序列，

(2)由于一个或多个(例如1-25个、1-20个，1-15个，1-10个，1-5个，1-3个)氨基酸残基的替代、缺失和/或***而与SEQ ID NO：15-23中任何一个所示的氨基酸序列不同的氨基酸序列，

(3)与SEQ ID NOs：15-23中任何一个所示的氨基酸序列具有至少70％、优选至少80％、更优选至少90％、尤其是至少95％或98％或99％同一性的氨基酸序列，

(4)(1)或(2)或(3)所述氨基酸序列的活性片段，

(5)本发明涉及到的多核苷酸分子编码的氨基酸序列。

其中，OsNPT1编码OTUB1在水稻中的同源蛋白，因此对其编码蛋白命名为OsOTUB1，蛋白序列及其同源蛋白的氨基酸序列由SEQ ID NOs：15-23所示，具体参见下表3。

表3.NPT1蛋白序列及其变体蛋白的名称及其来源

在第五方面，本发明提供一种重组构建体，其含有本发明第一至第三方面中所述的NPT1或等位基因npt1相关多核苷酸。其中所述构建体所用的载体是克隆载体或者用于表达所述多核苷酸的表达载体。

在第六方面，本发明提供一种重组宿主细胞，其含有本发明第五方面所述的重组构建体，或在其基因组中整合有本发明第一至第三方面中所述的NPT1或等位基因npt1多核苷酸。所述宿主细胞可以选自植物细胞或者微生物细胞，例如大肠杆菌细胞，农杆菌细胞，优选植物细胞，最优选水稻细胞。所述细胞可以是分离的、离体的、培养的、或者是植物的一部分。

在第七方面，本发明提供第一至第四方面的多核苷酸或多肽或第五方面的重组构建体或第六方面的重组宿主细胞在改良水稻植物性状中的用途。

本发明还涉及改良水稻植物性状的方法，该方法包括制备含有第一至第四方面的多核苷酸或第五方面的构建体的水稻植株，例如，所述方法可以包括从第六方面的重组植物细胞再生转基因植株，或用第六方面的重组微生物细胞转染水稻植株得到转基因植株。所述性状包括但不限于：茎秆粗度、单穗粒数及产量等。

本发明还提供一种培育产量提高的水稻的方法，该方法包括：用第七方面的重组宿主细胞转染水稻植株得到NPT1基因表达水平下降或者氨基酸序列改变导致蛋白功能下降的转基因水稻植株，具体是通过RNAi技术降低NPT1基因表达水平或者通过CRISPR/Cas9及创制NPT1基因表达水平下降或者NPT1蛋白失去或者功能减弱的转基因水稻。

在第八方面中，本发明提供所述npt1基因的用途，其用于增加作物茎秆粗度、每穗穗粒数、千粒重，进而提高作物的产量。

在第九方面，本发明涉及一种培育产量提高的水稻的方法。该方法包括：从第六发明的包含npt1等位基因的重组水稻宿主细胞再生转基因水稻植株，或是通过降低NPT1基因的表达水平，或是改变NPT1蛋白生物学功能，或者通过Tilling技术，即就是定向诱导基因组突变技术获得NPT1基因表达水平下降或者NPT1蛋白失去或者功能减弱的水稻或者将包含npt1等位基因的水稻植株与另一植株杂交，优选出分蘖数略减少、茎秆增粗、每穗穗粒数和千粒重增加，进而产量增加的植株。

本发明技术人员应该理解，基于本发明人的研究发现，即，减少NPT1基因的表达量，或者使其表达的NPT1蛋白的功能减弱，都可以起到增加水稻分蘖数、茎秆粗度、每穗穗粒数、千粒重和产量的作用，能够通过选择适当的技术减少NPT1基因的表达量，或者使其表达的NPT1蛋白的功能减弱，进而在此基础上进行水稻育种。

在第十方面，本发明通过酵母双杂交筛选互作蛋白发现OsOTUB1蛋白(即，水稻NPT1蛋白)能与泛素结合酶OsUBC13相互作用，并抑制其功能。本发明人首次发现OsUBC13过量表达转基因植株可以增加产量，这表明可以利用OsUBC13基因进行水稻育种。因此，本发明涉及一种通过过量表达OsUBC13培育每穗穗粒数和产量增加的水稻的方法，该方法包括用含有OsUBC13的重组构建体的重组宿主细胞转染水稻植株获得转基因水稻植株，利用OsUBC13编码的水稻泛素结合酶OsUBC13与NPT1蛋白的作用，所得到的转基因水稻植株中NPT1活性受到影响，因此增加每穗穗粒数和产量。其中所述细胞为微生物细胞，所述微生物细胞优选为大肠杆菌或农杆菌细胞。其作用原理是OsUBC13编码水稻泛素结合酶OsUBC13，该蛋白直接与NPT1蛋白互作，酶活性受到NPT1蛋白的抑制，因此过量表达OsUBC13转基因水稻类似NPT1蛋白活性下降水稻，能够增加水稻穗粒数和产量。其中，OsUBC13基因编码的蛋白序列如SEQ ID NO：36所示，在一个具体的实施方案中，OsUBC13基因的核苷酸序列如SEQID NO：35所示。

第十一方面，通过CRISPR/cas9基因编辑技术敲除NPT1或者同源基因TuNPT1、HvNPT1、ZmNPT1、SbNPT1、GmNPT1、BnNPT1、GhNPT1、SlNPT1所产生产量增加的作物。以上所述作物优选是农作物，例如水稻、小麦、大麦、玉米、高粱、大豆、油菜、棉花、番茄等，但不仅限于这些农作物。

第十二方面，一种培育高产水稻品种的分子标记辅助选择聚合育种方法，该方法包括使用包含优异等位基因npt1的水稻亲本与包含dep1-1基因的另一水稻亲本杂交，在后代中根据分子标记选育出含有npt1和dep1基因聚合的品系或品种。其中dep1-1基因编码SEQ ID NO：34所示的氨基酸序列(即DEP1蛋白)，在一个具体的实施方案中，dep1-1基因的核苷酸序如SEQ ID NO：33所示。

第十三方面，本发明人进一步研究发现OsOTUB1与水稻株型和产量正调控因子OsSPL14蛋白互作，并通过影响OsSPL14蛋白稳定性来调控水稻株型及产量。因此，本发明提供一种通过增强水稻株型调控蛋白OsSPL14培育每穗穗粒数和产量增加的水稻的方法，该方法包括用含有NPT1基因的重组构建体及重组宿主细胞，转化水稻植株获得转基因水稻植株，由此获得OsSPL14功能增强的转基因植株，其中所述细胞为微生物细胞，所述微生物细胞优选为大肠杆菌或农杆菌细胞。其作用原理是NPT1与OsSPL14蛋白直接相互作用，遗传学证明OsSPL14位于NPT1下游，其功能受到NPT1的抑制。

其中水稻OsSPL14蛋白序列如SEQ ID NO：38所示，水稻OsSPL14cDNA序列如SEQ IDNO：37所示。

附图简述

图1.控制水稻理想株型株qNPT1的QTL定位。(a)春江06与国际水稻所理想株型水稻IR66167-27-5-1-6杂交并通过单粒传法获得重组自交系，其中RIL52表现出理想株型的特征，比例尺，20cm；(b)穗部表型比较，比例尺，5cm；(c)分蘖数统计分析；(d)穗粒数统计分析；(e)倒一节茎秆中部粗度统计分析；(f)控制水稻茎秆粗度，穗粒数，分蘖数主效QTL分析。

图2.利用图位克隆方法分离和克隆qNPT1。(a)将qNPT1基因精细定位在4.1kb的区间内，其候选基因编码一个去泛素化酶，是人类OTUB1基因在水稻中的同源基因；(b)卡位区间单倍型分析。

图3.OsOTUB1功能验证。(a)水稻株型比较，比例尺，20cm；(b)CRISPR/cas9方法创制水稻osotub1-C1突变体，绿色部分是sgRNA靶序列，红色部分是PAM序列；(c)抽穗期比较分析；(d)株高比较分析；(e)倒一节直径统计分析；(f)分蘖数比较分析；(g)穗长度比较分析；(h)每穗一级枝梗数目比较分析；(i)每穗二级枝梗数目比较分析；(j)每穗穗粒数比较分析；(k)千粒重比较分析；(l)单株产量统计分析。

图4.实时定量PCR检测OsOTUB1基因在水稻不同组织中的表达水平。R：根尖；C：茎秆；LB：叶片；LS：叶鞘；SAM：茎尖分生组织；YP0.2∶0.2厘米幼穗；YP6：06厘米穗；YP12：12厘米穗。

图5.在ZH11背景下pOsOTUB1：：GUS转基因植株GUS染色结果。(a)OsOTUB1在胚芽鞘和根部表达，比例尺，1cm；(b)根成熟区横切显示OsOTUB1在中柱鞘和韧皮部表达，比例尺，200μm；(c)OsOTUB1在根尖静止中心显著高表达，比例尺，200μm；(d)倒一节茎秆横切显示OsOTUB1在茎秆维管束表达，比例尺，100μm；(e)不同发育时期幼穗染色，发现在幼穗时期OsOTUB1表达最强，穗发育后期逐渐降低，比例尺，1cm；(f)OsOTUB1在发育中的颖壳中表达，比例尺，1mm。

图6.OsOTUB1-GFP融合蛋白定位于细胞质和细胞核中。(a)OsOTUB1-GFP融合蛋白在根尖伸长区细胞中定位，比例尺，20μm；(b)OsOTUB1-GFP融合蛋白在10天苗叶鞘解离原生质体定位，比例尺，10μm。

图7.OsOTUB1过量表达转基因植株表型分析。(a)灌浆后期株型比较。OsOTUB1过量表达转基因植株表现出不同程度的矮化、分蘖减少、叶片有类病斑等表型；比例尺，20cm；(b)穗部形态比较。OsOTUB1过量表达转基因材料表现出不同程度的穗变小，枝梗减少；比例尺，5cm；(c)叶片表型比较分析。OsOTUB1过量表达转基因株系OE-8#和OE-13#在抽穗前期叶片出现类病斑；比例尺，2cm；(d)台盼蓝染色发现OsOTUB1过量表达转基因株系OE-8#和OE-13#出现了不同程度的细胞程序性死亡；(e)过量表达株系中OsOTUB1基因表达量分析；(f)OsOTUB1过量表达转基因植株株高表现出不同程度降低；(g)OsOTUB1过量表达转基因植株分蘖数表现出不同程度减少；(h)OsOTUB1过量表达转基因植株每穗穗粒数表现出不同程度减少。

图8.水稻OsOTUB1蛋白具有K48位和K63位泛素链解聚活性。

图9.OsOTUB1与OsUBC13互作调控水稻株型和产量。(a)酵母双杂交验证OsOTUB1与OsUBC13蛋白互作；(b)Pull-down实验分析OsOTUB1与OsUBC13蛋白互作；(c)BiFC实验分析OsOTUB1与OsUBC13蛋白互作，比例尺，10μm；(d)在ZH11背景下，OsUBC13转基因植株的株型比较，比例尺，20cm；(e)倒一节茎秆粗度比较，比例尺，0.5mm；(f)穗型比较，比例尺，5cm；(g)粒型比较，比例尺，2mm；(h)OsUBC13基因表达水平分析；(i)分蘖数统计分析；(j)每穗穗粒数统计分析；(k)千粒重统计分析；(l)倒一节粗度统计分析。

图10.OsSPL14蛋白的SBP结构域参与OsOTUB1蛋白互作。(a)酵母双杂交验证OsOTUB1ΔN^1-80与OsSPL14ΔN2^1-100相互作用；(b)OsSPL14蛋白缺失突变的示意图；(c)BiFC实验分析OsSPL14蛋白的不同结构域与OsOTUB1蛋白互作，比例尺，10μm。

图11.OsOTUB-OsSPL14分子模块调控水稻株型。(a)BiFC实验证明OsOTUB1与OsSPL14的SBP结构域相互作用；(b)Co-IP实验证明OsOTUB1与OsSPL14蛋白互作；(c)在NIL-npt1背景下，降低OsSPL14表达，可导致其分蘖数增加和穗粒数减少等性状，类似ZH11野生型表型；而ZH11-OsSPL14^WFP材料表型类似于NIL-npt1，比例尺，20cm；(d)在NIL-npt1背景下，降低OsSPL14基因表达，可导致每穗穗粒数降低，而ZH11-OsSPL14^WFP材料表型类似于NIL-npt1，比例尺，5cm；(e)OsSPL14基因表达水平分析；(f)分蘖数统计分析；(g)每穗穗粒数统计分析；(h)倒一节茎秆粗度统计分析。

图12.OTUB1及其同源基因的氨基酸序列比对分析。

图13.过量表达玉米、大麦、小鼠及人类OTUB1同源基因均能互补ZH11-npt1的突变表型。(a)灌浆后期株型比较，过表达转基因植株的分蘖增加，茎秆变细，比例尺，20cm；(b)穗部形态比较，过表达转基因植株的枝梗减少，每穗穗粒数减少，比例尺，5cm；(c)OsOTUB1基因表达水平分析；(d)分蘖数统计分析；(e)每穗穗粒数统计分析；(f)倒一节茎秆中部直径统计分析。

图14.优异等位基因npt1和dep1-1聚合育种提升水稻产量。(a)灌浆后期株型比较，比例尺，20cm；(b)穗部形态比较，比例尺，5cm；(c)粒型比较，比例尺，2mm；(d)倒一节茎秆粗度比较，比例尺，0.5mm；(e)维管束数量统计分析；(f)抽穗期统计分析；(g)株高统计分析；(h)分蘖数统计分析千粒重统计分析；(i)每穗穗粒数统计分析；(j)千粒重统计分析；(k)产量统计分析。

图15.降低OsOTUB1(即NPT1)基因表达转基因植物产量增加。(a)灌浆后期株型比较，比例尺，20cm；(b)穗部形态比较，比例尺，5cm；(c)OsOTUB1基因表达水平分析；(d)每穗穗粒数统计分析；(e)倒一节茎秆粗度统计分析；(f)单株产量统计分析。

图16.显示OsOTUB1的sgRNA盒序列(SEQ ID NO：24)：U6a-sgRNA盒单子叶植物。其中小写字母显示的序列是靶序列，最后部分粗体下划线显示的序列是sgRNA编码序列。

具体实施方式

经过广泛而深入的研究，本发明克隆了一个可以改变水稻茎秆粗度、分蘖数、每穗穗粒数和产量的理想株型基因NPT1，该基因位于水稻第八号染色体长臂；该基因表达量降低或功能缺失突变可导致分蘖数减少，茎秆增粗，每穗穗粒数、千粒重和产量增加。

植物转化

在特别优选实施方式中，在高等生物体例如植物中表达至少一种本发明的控制粒宽和粒重的蛋白。可将本发明的控制粒宽和粒重的基因的核苷酸序列***到表达盒中，然后优选地，将该表达盒稳定整合在所述植物基因组中。在另一个优选实施方式中，将所述控制粒宽和粒重的基因的核苷酸序列包含在非致病自我复制的病毒中。按照本发明转化的植物可以是单子叶植物或双子叶植物，包括但不限于玉米，小麦，大麦，黑麦，甘薯，豆，豌豆，菊苣，莴苣，甘蓝，花椰菜，花茎甘蓝，芜菁，萝卜，菠菜，芦笋，洋葱，大蒜，胡椒，芹菜，笋瓜，南瓜，***，夏南瓜，苹果，梨，温桲，瓜，李子，樱桃，桃子，油桃，杏，草莓，葡萄，木莓，黑莓，菠萝，鳄梨，蕃木瓜，芒果，香蕉，大豆，番茄，高粱，甘蔗，甜菜，向日葵，菜籽油菜，三叶草，烟草，胡萝卜，棉花，苜蓿，稻，马铃薯，茄子，黄瓜，拟南芥属和木本植物如针叶树和落叶树。特别优选的是水稻、小麦、大麦、玉米、燕麦、或黑麦。

一旦已将期望的核苷酸序列转化进入特定植物物种中，可以在该物种中繁殖它或用常规育种技术将它转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中。

优选地，在转基因植物中表达本发明的核苷酸序列，由此在转基因植物中引起相应粒宽蛋白的生物合成。以这种方式，可产生具有改良性状的转基因植物。为了在转基因植物中表达本发明核苷酸序列，本发明核苷酸序列可能需要修饰和优化。所有生物体都有特定的密码子使用偏爱性，这是本领域已知的，可以在保持本发明所述核苷酸序列编码的氨基酸的同时改变其密码子以符合植物偏爱性。而且，从有至少约35％，优选多于约45％，更优选多于50％，最优选多于约60％GC含量的编码序列可以最好地实现植物中高水平的表达。尽管可以在单子叶植物和双子叶植物物种中充分地表达优选的基因序列，但可以修饰序列以适应单子叶植物或双子叶植物的特异密码子偏好和GC含量偏好，因为这些偏好已被证明是不同的(Murray等，Nucl.Acids Res.17：477-498(1989))。此外，可筛选核苷酸序列以寻找引起信息截断的非常规剪接位点的存在。利用公开专利申请EP 0 385 962(Monsanto)，EP 0 359 472(Lubrizol)和WO 93/07278(Ciba-Geigy)中所述的方法，用本领域熟知的位点定向诱变技术，PCR和合成基因构建进行在这些核苷酸序列中需要进行的所有改变，如上述那些改变。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，下列实施例仅用于进一步说明本发明，而不用来限制本发明的精神和范围。

需要说明的是，本领域技术人员应该理解，下述实施例中所用的试剂、酶类等除特别说明外，均为可从试剂公司商购的分析纯级别的试剂或酶类。

实施例1：水稻理想株型基因NPT1的克隆

本发明人将中国粳稻品种春江06与国际水稻所理想株型株系IR66167-27-5-1-6杂交收获F₁，并通过单粒传法获得重组自交系；其中RIL52株系具有茎秆粗度增加，分蘖数目略减少，穗粒数显著增加的理想株型特征的表型(图1a-e)。将RIL52与籼稻品种浙辐802杂交获得F₁，F₂后代中随机选取196个单株的叶片提取DNA，同时对应考察倒一节中部茎秆粗度、分蘖数和每穗穗粒数等性状。利用SSR引物对RIL52和浙辐802进行多态性分析，选取有多态的引物，分别对196个F₂单株进行PCR扩增，根据电泳结果和作图软件MapmakerVersion 3.0要求，凡是出现RIL52带型的单株标记为B，出现浙辐802带型的单株标记为A，同时出现RIL52和浙辐802带型的单株标记为H。利用Win QTL Cartographer V2.5及复合区间作图的方法进行QTL定位和效应估计，结果发现在第8号染色体长臂上存在一个同时控制水稻茎秆粗度(Culm Diameter)、分蘖数(Tiller Number)和每穗穗粒数(Grain Number)的主效QTL，将其命名为qNPT1(图1f)。

将RIL52与浙辐802杂交后继续回交浙辐802，获得BC₁F₂群体；选取类似RIL52植株表型的单株389个。进一步从中选取表型明确的93个单株，提取DNA进行粗定位。利用在目标区域筛选出8个InDel标记，将目标基因定位于8号染色体长臂P6049与P351之间。利用剩余296个单株进行精细定位，将目标基因定位在P5528与P3914之间。将类似RIL52表型的BC₁F₂单株与ZF802继续回交，获取目标性状的BC₂F₂分离样品5326个，继续利用在卡位区间发展的6个In-Del标记筛选交换单株，最终将目标基因定位在P139与P143之间的4.1Kbp区间内，其中包含1个预测基因。该基因编码一个去泛素化酶，是人类OTUB1在水稻中的同源基因，将其命名为OsOTUB1(图2a)。RAP-DB(http：//rapdb.dna.affrc.go.jp/)预测OsOTUB1存在两个转录本，其中OsOTUB1.1具有8个外显子，7个内含子，编码区825bp；OsOTUB1.2具有5个外显子，4个内含子，编码区597bp。对卡位区间进行单倍型分析，发现来源于IR66167-27-5-1-6的区段特有4个SNP差异及一个单碱基***差异，其中一个SNP位于启动子(图2b)。

qNPT1鉴定与分离所用的分子标记是以PCR为基础的标记，包括SSR标记和自行设计InDel标记。SSR标记均来自McCouch等(2001，2002)发表的微卫星标记连锁图；STS标记是用SSR分析工具(http：//www.gramene.org/gramene/searches/ssrtool)分析克隆序列筛选出微卫星重复性好的SSR目标序列，再用Primer5分析软件对这些目标序列进行引物设计。从这些引物中选择了75对在染色体上均匀分布，且在亲本间多态性好的标记用于遗传背景筛选，部分引物名称和序列见表4。PCR程序按照Panaud等(1996)的方法稍加修改进行，具体为每管20μl扩增反应体系，包括：0.15μM SSR引物、200μM dNTPs、1×PCR反应缓冲液(50mM KCl，10mM Tris-HCl pH 8.3，1.5mM MgCl₂，0.01％明胶)、50～100ng模板DNA，1UTaq酶；反应程序为：94℃DNA变性5min、循环(94℃1min，56℃1min，72℃1min)36次、72℃再延伸5min。扩增出的PCR产物用6％聚丙烯酰胺变性凝胶进行电泳，电压调至300V，室温下电泳约3小时。电泳完毕后，银染记录带型或凝胶成像。

以中花11(ZH11)的DNA为模板，分别扩增2.5Kbp OsOTUB1.1及OsOTUB1.2的启动子区，***pCAMBIA-2300载体(参见Hajdukiewicz et al.，1994)，构成携带水稻自身启动子的载体pCAMBIA-OsOTUB1.1-2300及pCAMBIA-OsOTUB1.2-2300。同时，以ZH11的幼穗材料的cDNA为模板，扩增OsOTUB1.1及OsOTUB1.2的编码区序列，分别***载体pCAMBIA-OsOTUB1.1-2300及pCAMBIA-OsOTUB1.2-2300，构成植物表达载体pOsOTUB1.1：：OsOTUB1.1及pOsOTUB1.2：：OsOTUB1.2。通过农杆菌介导的方法转化ZH11-npt1，并获得转基因植株。研究发现pOsOTUB1.1：：OsOTUB1.1转基因阳性植株一次枝梗和二次枝梗减少，并且穗变长，粒变长，每穗籽粒数明显减少，茎秆变细，分蘖增多，类似ZH11野生型的表型；而pOsOTUB1.2：：OsOTUB1.2转基因阳性植株表型类似ZH11-npt1。以上结果表明OsOTUB1.1转录本具有功能，可以恢复ZH11-npt1的表型。

实施例2：中花11背景近等基因系的构建

本发明人将RIL52连续回交中花11，选取茎秆增粗、分蘖减少、穗粒数增加的植株，并利用InDel分子标记P135对目标区段进行跟踪检测；同时，对目标性状以外的区段进行背景扫描，最终获得与中花11遗传背景十分接近的近等基因系ZH11-npt1材料用于后续的研究。灌浆后期ZH11-npt1表现出茎秆粗壮、有效分蘖数减少和每穗穗粒数增加的表型。进一步统计分析发现，相比ZH11野生型，ZH11-npt1节间茎秆粗度显著增加、有效分蘖数减少大约2个、穗长略变短(长度18-20cm)，每穗穗粒数增加50-70粒，单株产量增加约10％(图3)。

实施例3：NPT1的功能验证

分别提取中花11背景的一对近等基因系幼苗的根(root)、幼嫩茎秆(culm)、叶片(leaf blade)、叶鞘(leaf sheath)、顶端分生组织(SAM)、0.2cm幼穗(young panicle)、6cm穗及12cm穗的总RNA，反转录获取cDNA后，定量PCR检测OsOTUB1在一对材料中不同组织和器官中的表达，发OsOTUB1在水稻整个发育时期都有较高水平的表达，尤其在幼穗中的表达量高。相比ZH11，OsOTUB1在ZH11-npt1不同组织和器官中的表达均呈现出了一定程度的下调(图4)。

以质粒pB1121(Chen et al.，2003)为模板扩增GUS序列，回收GUS片段和载体骨架并连接，构成载体pCAMBIA：：GUS-2300；扩增2.5kb的OsOTUB1.1启动子序列，酶切回收并***pCAMBIA：：GUS-2300，构建成pOsOTUB1：：GUS。通过农杆菌介导的方法将其转入ZH11，对转基因植株不同发育时期的器官和组织进行GUS染色发现，该基因在水稻的整个发育时期都有表达，尤其在维管束***中显著表达。对生长一周的幼苗染色，观察到OsOTUB1在胚芽鞘和根部表达显著(图5a)；在根尖分生组织的静止中心(quiescent center，QC)和根冠均有表达(图5b)；在根部中柱鞘表达(图5c)；在茎秆维管束有表达(图5d)；在穗发育的不同时期均有表达，到后期表达逐渐降低，主要集中在颖壳上(图5e，f)。

以pCAMBIA-2300为骨架载体，将OsOTUB1.1启动子***载体，然后按先后顺序***去掉终止密码子的OsOTUB1.1编码序列及GFP编码序列，构建了自身启动子驱动的OsOTUB1.1-GFP融合蛋白植物表达载体pOTUB1：OsOTUB1.1-GFP并转化ZH11。对转基因幼苗根尖直接压片观察，发现OsOTUB1.1-GFP融合蛋白定位于细胞质与细胞核中(图6a)。进一步酶解转基因阳性植株幼苗叶鞘原生质体，也证实了OsOTUB1.1-GFP融合蛋白定位于细胞质和细胞核中(图6b)。

以pCAMBIA-2300为骨架载体，构建了pActin：：OsOTUB1.1过量表达载体，并通过农杆菌介导的方法将其转入ZH11中，实时定量PCR检测OsOTUB1.1基因表达量，获得了过量表达转基因株系OE-8和OE-13。两个超高表达株系灌浆后期表现出穗小、矮化，叶片具有明显的类病斑表型，进一步对出现类病斑的叶片进行台盼蓝染色，发现部分细胞出现了细胞死亡。统计分析发现OsOTUB1.1的超高表达导致一次枝梗、二次枝梗和每穗穗粒数的显著减少，株高降低，呈现出剂量效应(图7)。

目标蛋白的泛素化和去泛素化调控对细胞和生命活动发挥着重要的功能。水稻OsOTUB1编码一个去泛素化酶，参与了泛素链的解聚。将OsOTUB1.1，OsOTUB1.2构建到GE公司原核表达载体pGEX-4T-1上，转入Rosetta(DE3)菌株中诱导表达蛋白并纯化，购买BostonBiochem公司的OTUB1蛋白及两种底物泛素链Tetra-ub。将GST-OsOTUB1.1、GST-OsOTUB1.2和OTUB1分别与两种底物泛素链Tetra-ub于37℃共同孵育1小时，进行体外去泛素化实验。Western Blot检测发现Tetra-ub-K48与Tetra-ub-K63均能够被OsOTUB1.1裂解，而不能被OsOTUB1.2裂解，这表明具备完整催化活性位点的OsOTUB1.1不仅能够催化48位泛素链的解聚，而且能够催化63位泛素链解聚。进一步分析OsOTUB1.1对K48位和K63泛素链的催化活性，发现二者对K48位和K63泛素链的解聚能力不同，OsOTUB1.1对K48位泛素链的解聚能力更强，基本将底物全部解聚，形成Ub1；而对K63位泛素链的解聚能力较弱，形成Ub3，Ub2和Ub1(图8)。

实施例4：NPT1/OsOTUB1互作蛋白OsUBC13鉴定及功能验证

将OsOTUB1.1构建在pGBKT7(Clontech公司)上，利用酵母双杂交技术从水稻穗部cDNA文库中筛选互作蛋白。采用共转化的方法，初步在-Ade/-His/-Leu/-Trp营养缺陷型平板上获取阳性克隆200个，蓝白斑筛选后获得阳性克隆40个。提取质粒重新转化大肠杆菌，证实了OsUBC13(Os01g48280)、OsSPL14(Os08g39890)分别与OsOTUB1.1相互作用。

OsUBC13编码一个泛素结合酶，其在动物中的同源蛋白UBC13直接与OTUB1互作，并受到OTUB1的抑制。将OsOTUB1.1***pGEX-4T-1原核表达载体(购自GE)，构建成pGEX-4T-OsOTUB1.1；OsUBC13***pET-28a原核表达载体(购自Novagen)，构建成pET-28a-OsUBC13。同时和对照蛋白GST空载体(购自GE)分别转入大肠杆菌菌株Rosetta中，诱导表达并纯化获得GST、GST-OsOTUB1.1与His-OsUBC13蛋白。将GST、GST-OsOTUB1.1分别与Sepharose 4B 4℃孵育1小时后，加入His-OsUBC13蛋白。4℃孵育2小时后Western Blot检测，GST pull-down实验证明GST-OsOTUB1.1与His-OsUBC13相互作用。将OsOTUB1.1连接在pSY-735-35S-cYFP-HA(Bracha-Drori，K.et al，2004)载体，表达YFP^C-OsOTUB1.1；将OsUBC13连接在pSY-736-35S-nYFP-EE(Bracha-Drori，K.et al，2004)载体，表达YFP^N-OsUBC13。采用酶法解离7天水稻幼苗第一叶鞘，获得原生质体。通过PEG介导的方法共转化原生质体，结果显示YFP^C-OsOTUB1.1与YFP^N-OsUBC13在细胞核和细胞质中发生相互作用(图9a-c)。

以pCAMBIA-2300为骨架载体，分别构建p35S：OsUBC13及p35S：：OsUBC13-RNAi植物表达载体转化ZH11，发现过量表达OsUBC13植株株高无明显变化，分蘖略减少，茎秆增粗，一次枝梗和二次枝梗数目增加，穗粒数增加，表型类似于NIL-npt1。对倒一节间茎秆中部横切，发现茎秆增粗、增厚、维管束数目增加。而通过RNAi降低OsUBC13的表达，发现转基因植株株高无明显变化，但分蘖减少、茎秆变细、一次枝梗和二次枝梗数量减少、每穗穗粒数减少，表型类似于OsOTUB1.1过量表达植株的表型。对其穗下第一节间中部横切，发现茎秆变细，维管束数目减少。以上结果表明OsOTUB1具有抑制OsUBC13的功能(图9d-i)。

实施例5：NPT1/OsOTUB1互作蛋白OsSPL14鉴定及功能验证

OsSPL14编码一个转录因子，其在RNA水平上受到miR156的调控。OsSPL14转录水平和蛋白水平增高，使得水稻分蘖减少、穗粒数和千粒重增加，同时茎秆变得粗壮，抗倒伏能力增强，进而提高产量。为了进一步确认OsOTUB1与OsSPL14的相互作用及互作结构域，构建了表达YFP^N-OsSPL14全长及不同区段缺失瞬时表达载体，分别与表达YFP^C-OsOTUB1.1的表达载体瞬时共转化水稻叶鞘原生质体。观察发现OsOTUB1.1与OsSPL14的SBP-结构域相互作用(图10，图11a)。这表明水稻SPL转录因子的SBP结构域是OsOTUB1.1与OsSPL14相互作用的关键结构域。免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation，Co-IP)是研究体内蛋白相互作用的一种实验方法。提取ZH11背景pActin：：OTUB1.1-GFP转基因植株总蛋白与anti-GFP抗体4℃孵育1h，然后加入40μL Protein G琼脂糖珠后于4℃共同孵育1h。倒掉上清漂洗三次并加入2×SDS上样缓冲液，沸水浴5分钟后进行SDS聚丙烯酰胺电泳。Western Blot检测发现OsOTUB1与OsSPL14蛋白在体内相互作用(图11b)。

以pCAMBIA-2300为骨架载体，构建pActin：：OsSPL14-RNAi植物表达载体转化ZH11-npt1，观察转基因植株发现，降低OsSPL14表达水平导致植株分蘖显著增加，穗部一次枝梗和二次枝梗数目减少，每穗穗粒数减少，部分类似于ZH11表型。将优异等位基因OsSPL14^WFP杂交到ZH11背景，发现ZH11-OsSPL14^WFP分蘖减少，穗部一次枝梗和二次枝梗数目增加，单穗粒数增加，类似于ZH11-npt1表型。这些研究表明OsSPL14处于OsOTUB1下游，二者共同调节水稻株型(穗型)的形态建成(图11c-h)。

实施例6：NPT1同源基因的克隆和功能分析

在NCBI网站(www.ncbi.nih.nlm.gov)提供的数据库里，通过Basic logicalalignment search tool(BLAST)比对，获得了小麦、大麦、玉米、高粱、拟南芥、大豆、小鼠及人的同源的cDNA序列，分别为乌拉尔图小麦TuOTUB1(SEQ ID NO：7)、大麦HvOTUB1(SEQ IDNO：8)、玉米ZmOTUB1(SEQ ID NO：9)、高粱SbOTUB1(SEQ ID NO：10)、拟南芥AtOTUB1(SEQ IDNO：11)、大豆GmOTUB1(SEQ ID NO：12)、小鼠MmOTUB1(SEQ ID NO：13)和人类HsOTUB1(SEQID NO：14)，它们编码的蛋白的同源性分别为：TuOTUB1(SEQ ID NO：16)同水稻OsOTUB1(SEQID NO：4)相似性为86.43％；HvOTUB1(SEQ ID NO：17)同水稻OsOTUB1的相似性为86.79％；ZmOTUB1(SEQ ID NO：19)同水稻OsOTUB1的相似性为69.38％；Sb OTUB1(SEQ ID NO：18)同水稻OsOTUB1相似性为68.10％；AtOTUB1(SEQ ID NO：20)同水稻OsOTUB1的相似性为59.80％；GmOTUB1(SEQ ID NO：21)同水稻OsOTUB1的相似性为61.32％；MmOTUB1(SEQ IDNO：22)同水稻OsOTUB1的相似性为38.70％；HsOTUB1(SEQ ID NO：23)同水稻OsOTUB1的相似性为39.12％(图12)。

通过同源克隆方法分别从玉米、大麦、小鼠和人类中分离了OsOTUB1的同源基因ZmOTUB1、HvOTUB1、MmOTUB1和HsOTUB1，分别构建了pOsOTUB1：TuOTUB1、pOsOTUB1：HvOTUB1、pOsOTUB1：MmOTUB1和pActin：HsDEP1载体，转化ZH11-npt1水稻植株；转基因水稻植株表型比较分析显示过量表达玉米、大麦、小鼠及人类OTUB1同源基因均能互补ZH11-npt1水稻植株的突变表型，这表明这些同源基因功能具有保守性(图13)。

实施例7：优异等位基因npt1和dep1-1聚合育种应用

DEP1是一个控制水稻直立穗型和产量性状的主效QTL，其优异等位基因dep1-1能提高水稻茎尖分生组织活性，增加每穗穗粒数，进而提高产量(参见本申请人已授权的发明专利申请，申请号为201110029759.9，在该申请中当时将该基因命名为dep1，后来为了区分同一个DEP1基因的不同变异类型，将原来的dep1重新命名为dep1-1)。为了评价dep1-1和npt1聚合效应，通过杂交的方法将npt1导入携带dep1-1(SEQ ID NO：33)的高产粳稻品种武运粳7号(WYJ7-dep1-1)，通过分子标记辅助选择和连续回交6次，获得了WYJ7-NPT1-dep1-1与WYJ7-npt1-dep1-1一对近等基因系。多年多点田间测产分析发现，优异等位基因npt1和dep1-1聚合不影响水稻抽穗期和株高，分蘖数略有减少，但能明显增加茎秆增粗、每穗穗粒数和千粒重，进而实现产量增加(图14)。选育方法中涉及到的分子标记是P135及Pd1，序列请见表5。

实施例8：利用CRISPR/cas9***敲除NPT1和其同源基因

通过Basic logical alignment search tool(BLAST)比对，获得了小麦、大麦、玉米、高粱、大豆、油菜、棉花及番茄的同源的cDNA序列。以同源基因编码蛋白氨基酸序列保守区域为靶序列，设计靶位点。序列如下：

水稻：5′-tcagctggaaagtgttctgcagg

小麦：5′-ttaaggcgaacacgaggagatgg

大麦：5′-ttaagacggacacgaggagatgg

玉米：5′-aagctttatgttttcctacctgg

高粱：5′-aagctttatgttctcctacttgg

大豆：5′-attcgtcgtactcgaggagatgg

油菜：5′-gttgcaatcaggcgaacaagagg

棉花：5′-gcagccattagaagaacgcgagg

番茄：5′-gctgccattagaagaacacgtgg

设计引物将靶序列连入sgRNA表达盒(序列SEQ ID NO：24-32)，单子叶植物边酶切边连接***pYLCRISPR/Cas9P_ubi-MH，双子叶植物边切边连***pYLCRISPR/Cas9P_35S-DH，方法具体参照文献(Ma et al.，2015)，目前已经获得水稻转基因阳性植株。提取转基因水稻不同株系的DNA，通过PCR扩增含有靶位点的gDNA序列，回收PCR产物并测序，发现了不同形式的靶位点敲除株系，。其中osotub1-C1突变体gDNA缺失7个碱基，导致移码突变，编码蛋白氨基酸序列提前终止。相比ZH11，osotub1-C1突变体表现出了类似NIL-npt1表型(图3)。

实施例9：降低NPT1基因表达转基因植物产量增加

PCR扩增NPT1基因(即OsOTUB1基因)编码区的5′端300bp的cDNA序列，构建了具备回文结构的RNAi干扰载体pActin：：RNAi-OsOTUB1，并通过农杆菌介导的方法将其转入ZH11，转基因阳性植株中OsOTUB1基因表达呈现出不同程度的下调并表现出了ZH11-npt1类似的表型。比较ZH11和RNAi-OsOTUB1两个材料，发现RNAi-OsOTUB1转基因材料穗变短，茎秆增粗，一次枝梗和二次枝梗数目增加，每穗穗粒数增加，产量增加(图15)。

表4.QTL分析及图位克隆所用部分引物及序列

表5.载体构建所用部分引物及序列

应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由后附的权利要求所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。

参考文献：

Kiewicz P，Svab Z，and Maliga P.(1994).The small，versatilepPZP familyofAgrobacterium binary vectors for plant transformation.Plant MolecularBiology 25.989-994.

Chen P-Y，Wang C-K，Soong S-C，and To K.-Y(2003).Complete sequence ofthe binary vector pBI121 and its application in cloning T-DNA insertion fromtransgenic plants.Molecular Breeding 11，287-293.

Ma X，Zhang Q，Zhu Q，et al.(2015).A Robust CRISPR/Cas9 System forConvenient，High-Efficiency Multiplex Genome Editing in Monocot and DicotPlants.Mol Plant 8，1274-1284.

Bracha-Drori K，Shichrur K，Katz A，et al.(2004).Detection of protein-protein interactions in plants using bimolecular fluorescencecomplementation.Plant J；40：419-427.

序列表

<110> 中国科学院遗传与发育生物学研究所

<120> 控制水稻茎秆粗度、分蘖数、穗粒数、千粒重和产量的理想株型基因NPT1及其应用

<130> IB178051

<160> 38

<170> PatentIn version 3.1

<210> 1

<211> 825

<212> DNA

<213> 来自浙辐802的NPT1 cDNA

<400> 1

atgggcgggg actactacca ctcgtgctgc ggcgaccccg accccgacct ccgcgcgccc 60

gaggggccca agctgccgta cgtcggggac aaggaacctc tctccacttt agccgctgag 120

tttcagtctg gcagccccat tttacaggag aaaataaagt tgcttggtga acagtatgat 180

gctttaagaa ggacacgagg agatggaaac tgcttttatc gaagctttat gttttcctac 240

ttggaacata tcctagagac acaagacaaa gctgaggttg agcgcattct aaaaaaaatt 300

gagcagtgca agaagactct tgcagatctt ggatacattg agttcacctt tgaagatttc 360

ttctctatat tcattgatca gctggaaagt gttctgcagg gacatgaatc ctccataggg 420

gccgaagagc ttctagaaag aaccagggat cagatggttt ctgattatgt tgtcatgttc 480

tttaggtttg tcacctctgg tgaaatccaa aggagggctg agttcttcga accattcatc 540

tctggcttga caaattcgac tgtggttcag ttctgcaagg cttccgtgga gccgatgggc 600

gaggaaagtg accatgtcca cataattgcc ctatcagatg cgttgggtgt gccaatccgt 660

gtgatgtacc tagacagaag ctcatgtgat gctggaaata taagtgtgaa ccaccatgat 720

ttcagccctg aggccaattc atcggacggt gctgctgctg ctgagaaacc ttacattact 780

ttgctctacc gtcctggtca ctacgacatt ctctacccga agtga 825

<210> 2

<211> 825

<212> DNA

<213> 来自IR66167-27-5-1-6的npt1 cDNA

<400> 2

atgggcgggg actactacca ctcgtgctgc ggcgaccccg accccgacct ccgcgcgccc 60

gaggggccca agctgccgta cgtcggggac aaggaacctc tctccacttt agccgctgag 120

tttcagtctg gcagccccat tttacaggag aaaataaagt tgcttggtga acagtatgat 180

gctttaagaa ggacacgagg agatggaaac tgcttttatc gaagctttat gttttcctac 240

ttggaacata tcctagagac acaagacaaa gctgaggttg agcgcattct aaaaaaaatt 300

gagcagtgca agaagactct tgcagatctt ggatacattg agttcacctt tgaagatttc 360

ttctctatat tcattgatca gctggaaagt gttctgcagg gacatgaatc ctccataggg 420

gccgaagagc ttctagaaag aaccagggat cagatggttt ctgattatgt tgtcatgttc 480

tttaggtttg tcacctctgg tgaaatccaa aggagggccg agttcttcga accattcatc 540

tctggcttga caaattcgac tgtggttcag ttctgcaagg cttccgtgga gccgatgggc 600

gaggaaagtg accatgtcca cataattgcc ctatcagatg cgttgggtgt gccaatccgt 660

gtgatgtacc tagacagaag ctcatgtgat gctggaaata taagtgtgaa ccaccatgat 720

ttcagccctg aggccaattc atcggacggt gctgctgctg ctgagaaacc ttacattact 780

ttgctctacc gtcctggtca ctacgacatt ctctacccga agtga 825

<210> 3

<211> 3825

<212> DNA

<213> 来自浙辐802的npt1 gDNA序列

<400> 3

atgggcgggg actactacca ctcgtgctgc ggcgaccccg accccgacct ccgcgcgccc 60

gaggggccca agctgccgta cgtcggggac aaggtgagat gttgacgcct ctctctcttt 120

ctctgtctct ctcgctcgct ttgactcatc tgcgctttga ctcatctgcg gtcgatagat 180

ttgttcatgt ggtagaaatg ggtctgaatc gtggtaagac gcccagtgtt gccatgccag 240

tatccgctag ttgtgccagc aggtgaggcg atagatcagt cctgttagtc tagttggatg 300

ctgattgttg gtcatcatta ctgttgtatt ggtgctccat ttctatgtga attgacattt 360

taaggcgtct atacaagcag tggggactag aatttggata acaagtaaca atttcccctt 420

attgcgtcat cttaaaggat aagaggagtt atcagatgct ggattttctc ctttattttt 480

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<213> 来自IR66167-27-5-1-6的npt1 gDNA序列

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catcctctgg atggtcagtc cttaagtatt gtcaggcgct attgttgtga gttgtaactg 600

ttgtacttga ttttttagct tcgttggtga actgatgttt ggaggttcat gcagaagtca 660

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<213> 来自IR66167-27-5-1-6的npt1 2.5 kb启动子序列

<400> 6

gagttgaagt tgttgctgct gtcataagta ctatctgcta aatgggcaca ctcctagcat 60

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ctagcggcgg tgggggagga ggtggtggag ggtgctcgga ctccgtgtcg gtcgagctct 2460

cg 2462

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<212> DNA

<213> 乌拉尔图小麦TuNPT1 cDNA序列

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ggaccccagg tgccgtacat cggtaacaag gaacctctct ccgccttagc agcagagttc 120

cagtctggca gccccatttt acaggagaaa ataaagttgc ttggtgaaca atatgatgct 180

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tctatgttca ttgaggagct gcaaaatgtt ctgcagggac acgaaacttc tattgggcct 420

gaagaacttc tagaaagaac cagggatcaa acgacttctg attatgttgt catgttcttt 480

aggtttgtta cctctggtga aattcaaagg agggctgagt tctttgaacc atttatttct 540

ggcttgacaa attcgaccgt ggctcagttt tgcaagtctt ctgtggagcc aatgggcgag 600

gaaagcgacc atgtgcacat tattgctctg tcagatgcgt taggggtgcc aatccgcgtg 660

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<210> 8

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<212> DNA

<213> 大麦HvNPT1 cDNA序列

<400> 8

atgggcgggg actactacca cgcctgctgc ggcgaccccg accccgaccc caagcccgag 60

ggaccccagg tgccgtacat cggtaacaag gaacctctct ccgccttagc agcagagttc 120

cagtctggca gccccatttt acaggagaaa ataaagttgc ttggtgaaca atatgatgct 180

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tctatgttca ttgaggagct gcaaaatgtt ctgcagggac acggaacttc tattgggcct 420

gaagaacttc tagaaagaac cagggatcag acgacttctg attatgttgt catgttcttt 480

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gaaagtgacc atgtgcacat tattgctctg tcagatgcgt taggggtgcc aatccgcgtg 660

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<212> DNA

<213> 玉米ZmNPT1 cDNA序列

<400> 9

atgggcgacg ttccacaggc gccgcacgct gcgggaggtg gagaagagtg ggcggggccg 60

gaccctaacc ctagcccgag cctcggcggc tgctcggacc ccgtgtcggt ggagctctcc 120

atgggcgggg actactaccg cgcctgctgc ggcgagcccg atcccgacat ccccgagggg 180

cccaagctgc cgtgcgttgg ggacaaggaa cctctctcct ctttagcagc tgagtttcag 240

tctggcagcc ccattttaca agagaaaatt aagttgcttg gcgagcaata tggtgcttta 300

agacgtacac gtggagatgg aaactgcttt tatcgaagct ttatgttttc ctacctggaa 360

cacatcctag agacacaaga caaagctgag gctgatcgca tcatggtaaa aattgaggaa 420

tgcaagaaaa cactcctctc tcttggatat attgagttca cttttgagga cttcttttcg 480

atattcattg aactgctgga aagtgttctg cagggacatg aaactcctat agggtttgtc 540

acttctggtg aaattcaaag gaggtctgac ttctttgaac cgttcatatc tggcttgaca 600

aattcaaccg tggttcagtt ctgcaaggct tctgtggaac ctatgggtga ggaaagtgac 660

catgtgcaca taattgccct atcagatgca ctaggcgtac caatccgtgt tatgtaccta 720

gaccgaagct cgtgtgacac tggcaacctg agcgtgaatc accacgattt catcccgtcg 780

gccaatgatt cggagggtga tgcggccacg acacctgctc ctgccacaga gaaaccgtac 840

atcactttgc tctaccgtcc tggccactac gatattctct acccaaagtg a 891

<210> 10

<211> 909

<212> DNA

<213> 高粱SbNPT1 cDNA序列

<400> 10

atgggcgacg tgccccaggc gccgcacgcc gcggaaggag gaggaggagg actggaggag 60

ggggcggtgc ccgaccctaa ccctagcccg agcctgagcc tcggcggctg ctcggacccc 120

gtgtcgctgg agctctccat gggcggggac tactaccgcg cctgctgcgg cgaccccgac 180

cccgacatcc ccgaggggcc caagctgccg tgcgttgggg aaaaggaacc tctctcctct 240

ttagcagccg agtttcagtc tggcagcccc attttacaag agaaaattaa gttgcttggc 300

gaacaatatg gtgctttaag acggacacgt ggagatggaa actgctttta tcgaagcttt 360

atgttctcct acttggaaca catcctagag acacaagaca aagctgaggc tgatcgcatc 420

atggtaaaaa ttgaggattg caagaagacg ctcctgtctc ttggatatat tgagttcact 480

tttgaggatt tctttgcgat attcattgat atgctggaaa gtgttctgca gggacatgaa 540

actcctatag ggtttgtcac ttctggtgaa attcaaagga ggtctgactt ctttgaacca 600

ttcatatctg gcttgacaaa ttcaactgtg gttcagttct gcaaggcttc tgtggaacct 660

atgggtgagg aaagtgacca tgttcacata attgccctat cggatgcact aggtgtacct 720

atccgtgtta tgtacctaga ccgaagctcg tgtgatactg gcaatctgag tgtgaatcac 780

catgatttca tcccttcgtc caatgcttct gagggtgatg ctgcgatgac atctactcct 840

gacgctgaga aaccttacat cactttgctc taccgtcctg gtcactatga tattctctac 900

ccaaagtga 909

<210> 11

<211> 906

<212> DNA

<213> 大豆GmNPT1 cDNA序列

<400> 11

atgcagagta aagaagctgt tgtggaagat ggggaaataa agagtgtgac tgctgtaggg 60

tctgaaattg atgggtggac caattttggg gacgatgaca taatgcagca gcagtataca 120

attcagtctg aagaggctaa gaaagttcca tctgtgggcg acaaggaacc actgagtagc 180

ttagctgctg aatataaatc aggcagtcct atcttgctgg agaaaataaa ggtgcttgat 240

gagcaatacg ctgccattcg tcgtactcga ggagatggaa actgcttctt tcgaagcttt 300

atgttttcat atcttgagca tgttatgaaa tgtcaagacc aagcagaagt tgatcgtatc 360

caagccaatg ttgaaaaaag tagaaaagca ctgcagacct tgggttatgc agacttgact 420

tttgaagatt tttttgcgtt attccttgag cagctggaat ctgttattca agggaaagag 480

acttccataa gtcatgaaga gcttgttctt agaagccgag atcagtcagt atctgattat 540

gtcgttatgt tcttcagatt tgttacctct gccgcaatac aaaagcgcac agaatttttt 600

gaaccattca tactaggctt aactaataca acggtcgagc agttttgcaa atcatctgtt 660

gaaccaatgg gtgaagagag cgaccatgtg cacattactg ccctttcaga tgcattgggc 720

attccagtcc gtgttgtgta ccttgaccgc agctcaagtg atactggtgg tgtcagtgta 780

aatcatcatg atttcatgcc agtggctggt gatctcccaa atgctagttg cagctctgaa 840

aagaacattc ctttcatcac actactatat cgtcctggtc actatgacat cctctatcca 900

aaatga 906

<210> 12

<211> 903

<212> DNA

<213> 油菜BnNPT1 cDNA序列

<400> 12

atgcagaatc agaatgatac ggtgaaggat gatgcggagc tcgctgcttc catctcggct 60

gaacaatggg gatgctgttc agtggaggaa ccatcttttc aagatgatga agctgctaaa 120

gttccttatg ttggtgataa ggagcctatg tctagtttag ctgcagagta ccaagcaggg 180

agccccattt tgcttgagaa gataaaggta ctggacagtc aatatgttgc aatcaggcga 240

acaagaggag atggaaactg cttcttccga agttttatgt tctcttacct tgagcatatt 300

ttggaatcac aagatggtgc tgaagttgac cgtatcaagc tcaatgttga aaaatgtaga 360

aagaatctgc agaacttagg ctacacagat ttcacatttg aggacttctt tgcgttgttc 420

cttgagcaac tagatgacat cctccaagga ggcgaagagt ctataagcta tgatgagctg 480

gttaacagaa gtagagatca gtctgtttcc gactacattg tgatgttctt caggtttgtt 540

actgctggtg aaataaaaac gcgtgctgag ttcttcgagc cttttataac aggattatct 600

aataccacag tggatcagtt ttgcaagaca tcagttgaac cgatggggga agagagtgac 660

catattcaca taacagcttt gtcggacgcg cttggtgttg caatccgggt tgtgtatctt 720

gaccgtagct catgtgatac tggaggtggt gtcactgtga accatcacga ctttgttccc 780

gttggcagtg gcactaatga gaaagaagaa gcttcttctg ctgctccctt tataacattg 840

ctctatcgtc caggccatta cgatatcctc taccccaagg tattggagaa tgtggaaaaa 900

tga 903

<210> 13

<211> 912

<212> DNA

<213> 棉花GhNPT1 cDNA序列

<400> 13

atgcaaaatc aggatggagc ggtagctgat agggaaaagg aatctgctgt atccattccc 60

atttctgaag ttgatgactg ggcaaatttc gcagatgatg atatcatgca gcaacaatct 120

gccattcatg ctgaggaggc caagaaaatt ccatttgttg gtgacaagga accactctct 180

atgttggcag ctgaatatga atcaggaagt cctatattgc tagaaaaaat aaaggtgctt 240

gatcagcaat atgcagccat tagaagaacg cgaggagatg gaaactgctt tttccggagt 300

tttatgtttt cataccttga acatattttg gaatctcaag accgtgctga ggttgatcgt 360

atcaaaggca atgttgaaga atgtagaaag ccacttcagc gcttagccca cacagatttt 420

acatttgagg actttttttc gttattcctt gagcagctgg aatgcgttct tcaaggaaat 480

gaagattcca taagtcagga tgaattaata ctaaggagtc gagatcagtc aatttccgac 540

tatgttgtaa tgttcttcag gtttgttacc tctggtgaaa tacgaaagcg atcagagttt 600

ttcgaaccct ttattttggg attaacaaat gcaacagtgg aacagttttg caagtcatcc 660

gtagagccaa tgggtgaaga gagtgatcat gtgcacatta ctgccctttc agacgctctg 720

ggcgtgccaa ttcgtgttgt gtaccttgat cggagctctt gtgacattgg tggtgttagt 780

gtaaaccatc atgattttct tcctacttcg ggcgataagt caaatgctaa aggtggtagc 840

actgtccctg tcaagccttt tattaccttg ctatatcgtc caggccacta tgacattctc 900

tatccaaagt ga 912

<210> 14

<211> 906

<212> DNA

<213> 番茄SlNPT1 cDNA序列

<400> 14

atgcaggatc aggatgtgga tgtggatgtg gctgatgcag caaaagaaac gtttacatct 60

tctgaaactg atgactggaa aaaatacaag gatgatgata ttatgcaaca gcactctgcc 120

atacaagctg aacaagctgt aaaagttcca tttcttggtg ataaggaacc tttgtcctca 180

ttagaagctg aataccatct gggaaattca attgtgcttg agaaaataaa ggtgctgagt 240

gaacagtatg ctgccattag aagaacacgt ggagatggga actgcttttt ccgcagtttc 300

atgtttggtt accttgagca cattctggaa tcacaagatc acaatgaagt tcaacacatt 360

aaatctaata ttgaggaatg caagaagaca cttcaaagtt tgggctatgc agaattcacc 420

tttgaagact tttttgcatt attcctcgag caactcgata gtgttcttca aggtagcgaa 480

gattccataa gtcatgatga actcctgtgc agaagtcgtg atccatcaat ttctgactat 540

gttgttatgt tcttcagatt tgtgacatca ggtgaaataa gaaagcggtc cgagtttttc 600

gaaccattta ttctaggact aacaaatacc tcagtggagc agttttgcaa gtcagcagtg 660

gaacccatgg gtgaagagag tgatcatgtg caaattacag ccctatcaga tgcattgggt 720

gtaccgatcc gtgttgtata tcttgaccga agctcatgtg agaacaacag catcaatgta 780

aatcaccatg actttattcc tactagcagg gaggtcggga atagtgatgt ttccaagacc 840

acaaatcgtc catctatcac cctgctgtat cgcccagggc attatgacat tctgtacccc 900

aagtga 906

<210> 15

<211> 274

<212> PRT

<213> 水稻 OsOTUB1蛋白

<400> 15

Met Gly Gly Asp Tyr Tyr His Ser Cys Cys Gly Asp Pro Asp Pro Asp

1 5 10 15

Leu Arg Ala Pro Glu Gly Pro Lys Leu Pro Tyr Val Gly Asp Lys Glu

20 25 30

Pro Leu Ser Thr Leu Ala Ala Glu Phe Gln Ser Gly Ser Pro Ile Leu

35 40 45

Gln Glu Lys Ile Lys Leu Leu Gly Glu Gln Tyr Asp Ala Leu Arg Arg

50 55 60

Thr Arg Gly Asp Gly Asn Cys Phe Tyr Arg Ser Phe Met Phe Ser Tyr

65 70 75 80

Leu Glu His Ile Leu Glu Thr Gln Asp Lys Ala Glu Val Glu Arg Ile

85 90 95

Leu Lys Lys Ile Glu Gln Cys Lys Lys Thr Leu Ala Asp Leu Gly Tyr

100 105 110

Ile Glu Phe Thr Phe Glu Asp Phe Phe Ser Ile Phe Ile Asp Gln Leu

115 120 125

Glu Ser Val Leu Gln Gly His Glu Ser Ser Ile Gly Ala Glu Glu Leu

130 135 140

Leu Glu Arg Thr Arg Asp Gln Met Val Ser Asp Tyr Val Val Met Phe

145 150 155 160

Phe Arg Phe Val Thr Ser Gly Glu Ile Gln Arg Arg Ala Glu Phe Phe

165 170 175

Glu Pro Phe Ile Ser Gly Leu Thr Asn Ser Thr Val Val Gln Phe Cys

180 185 190

Lys Ala Ser Val Glu Pro Met Gly Glu Glu Ser Asp His Val His Ile

195 200 205

Ile Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly Val Pro Ile Arg Val Met Tyr Leu

210 215 220

Asp Arg Ser Ser Cys Asp Ala Gly Asn Ile Ser Val Asn His His Asp

225 230 235 240

Phe Ser Pro Glu Ala Asn Ser Ser Asp Gly Ala Ala Ala Ala Glu Lys

245 250 255

Pro Tyr Ile Thr Leu Leu Tyr Arg Pro Gly His Tyr Asp Ile Leu Tyr

260 265 270

Pro Lys

<210> 16

<211> 279

<212> PRT

<213> 乌拉尔图小麦TuOTUB1蛋白

<400> 16

Met Gly Gly Asp Tyr Tyr His Ala Cys Cys Gly Asp Pro Asp Pro Asp

1 5 10 15

His Lys Pro Glu Gly Pro Gln Val Pro Tyr Ile Gly Asn Lys Glu Pro

20 25 30

Leu Ser Ala Leu Ala Ala Glu Phe Gln Ser Gly Ser Pro Ile Leu Gln

35 40 45

Glu Lys Ile Lys Leu Leu Gly Glu Gln Tyr Asp Ala Leu Arg Arg Thr

50 55 60

Arg Gly Asp Gly Asn Cys Phe Tyr Arg Ser Phe Met Phe Ser Tyr Leu

65 70 75 80

Glu His Ile Leu Glu Thr Gln Asp Arg Ala Glu Val Glu Arg Ile Leu

85 90 95

Lys Asn Ile Glu Gln Cys Lys Met Thr Leu Ser Gly Leu Gly Tyr Ile

100 105 110

Glu Phe Thr Phe Glu Asp Phe Phe Ser Met Phe Ile Glu Glu Leu Gln

115 120 125

Asn Val Leu Gln Gly His Glu Thr Ser Ile Gly Pro Glu Glu Leu Leu

130 135 140

Glu Arg Thr Arg Asp Gln Thr Thr Ser Asp Tyr Val Val Met Phe Phe

145 150 155 160

Arg Phe Val Thr Ser Gly Glu Ile Gln Arg Arg Ala Glu Phe Phe Glu

165 170 175

Pro Phe Ile Ser Gly Leu Thr Asn Ser Thr Val Ala Gln Phe Cys Lys

180 185 190

Ser Ser Val Glu Pro Met Gly Glu Glu Ser Asp His Val His Ile Ile

195 200 205

Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly Val Pro Ile Arg Val Met Tyr Leu Asp

210 215 220

Arg Ser Ser Cys Asp Thr Gly Asn Leu Ser Val Asn His His Asp Phe

225 230 235 240

Ile Pro Ala Ala Asn Ser Ser Glu Gly Asp Ala Ala Met Gly Leu Asn

245 250 255

Pro Ala Glu Glu Lys Pro Tyr Ile Thr Leu Leu Tyr Arg Pro Gly His

260 265 270

Tyr Asp Ile Leu Tyr Pro Lys

275

<210> 17

<211> 279

<212> PRT

<213> 大麦HvOTUB1蛋白

<400> 17

Met Gly Gly Asp Tyr Tyr His Ala Cys Cys Gly Asp Pro Asp Pro Asp

1 5 10 15

Pro Lys Pro Glu Gly Pro Gln Val Pro Tyr Ile Gly Asn Lys Glu Pro

20 25 30

Leu Ser Ala Leu Ala Ala Glu Phe Gln Ser Gly Ser Pro Ile Leu Gln

35 40 45

Glu Lys Ile Lys Leu Leu Gly Glu Gln Tyr Asp Ala Leu Arg Arg Thr

50 55 60

Arg Gly Asp Gly Asn Cys Phe Tyr Arg Ser Phe Met Phe Ser Tyr Leu

65 70 75 80

Glu His Ile Leu Glu Thr Gln Asp Arg Ala Glu Val Glu Arg Ile Leu

85 90 95

Lys Asn Ile Glu Gln Cys Lys Lys Thr Leu Ser Gly Leu Gly Tyr Ile

100 105 110

Glu Phe Thr Phe Glu Asp Phe Phe Ser Met Phe Ile Glu Glu Leu Gln

115 120 125

Asn Val Leu Gln Gly His Gly Thr Ser Ile Gly Pro Glu Glu Leu Leu

130 135 140

Glu Arg Thr Arg Asp Gln Thr Thr Ser Asp Tyr Val Val Met Phe Phe

145 150 155 160

Arg Phe Val Thr Ser Gly Glu Ile Gln Arg Arg Ala Glu Phe Phe Glu

165 170 175

Pro Phe Ile Ser Gly Leu Thr Asn Ser Thr Val Val Gln Phe Cys Lys

180 185 190

Ser Ser Val Glu Pro Met Gly Glu Glu Ser Asp His Val His Ile Ile

195 200 205

Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly Val Pro Ile Arg Val Met Tyr Leu Asp

210 215 220

Arg Ser Ser Cys Asp Thr Gly Asn Leu Ser Val Asn His His Asp Phe

225 230 235 240

Ile Pro Ala Ala Asn Ser Ser Glu Gly Asp Ala Ala Met Gly Leu Asn

245 250 255

Pro Ala Asp Glu Lys Pro Tyr Ile Thr Leu Leu Tyr Arg Pro Gly His

260 265 270

Tyr Asp Ile Leu Tyr Pro Lys

275

<210> 18

<211> 296

<212> PRT

<213> 玉米ZmOTUB1蛋白

<400> 18

Met Gly Asp Val Pro Gln Ala Pro His Ala Ala Gly Gly Gly Glu Glu

1 5 10 15

Trp Ala Gly Pro Asp Pro Asn Pro Ser Pro Ser Leu Gly Gly Cys Ser

20 25 30

Asp Pro Val Ser Val Glu Leu Ser Met Gly Gly Asp Tyr Tyr Arg Ala

35 40 45

Cys Cys Gly Glu Pro Asp Pro Asp Ile Pro Glu Gly Pro Lys Leu Pro

50 55 60

Cys Val Gly Asp Lys Glu Pro Leu Ser Ser Leu Ala Ala Glu Phe Gln

65 70 75 80

Ser Gly Ser Pro Ile Leu Gln Glu Lys Ile Lys Leu Leu Gly Glu Gln

85 90 95

Tyr Gly Ala Leu Arg Arg Thr Arg Gly Asp Gly Asn Cys Phe Tyr Arg

100 105 110

Ser Phe Met Phe Ser Tyr Leu Glu His Ile Leu Glu Thr Gln Asp Lys

115 120 125

Ala Glu Ala Asp Arg Ile Met Val Lys Ile Glu Glu Cys Lys Lys Thr

130 135 140

Leu Leu Ser Leu Gly Tyr Ile Glu Phe Thr Phe Glu Asp Phe Phe Ser

145 150 155 160

Ile Phe Ile Glu Leu Leu Glu Ser Val Leu Gln Gly His Glu Thr Pro

165 170 175

Ile Gly Phe Val Thr Ser Gly Glu Ile Gln Arg Arg Ser Asp Phe Phe

180 185 190

Glu Pro Phe Ile Ser Gly Leu Thr Asn Ser Thr Val Val Gln Phe Cys

195 200 205

Lys Ala Ser Val Glu Pro Met Gly Glu Glu Ser Asp His Val His Ile

210 215 220

Ile Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly Val Pro Ile Arg Val Met Tyr Leu

225 230 235 240

Asp Arg Ser Ser Cys Asp Thr Gly Asn Leu Ser Val Asn His His Asp

245 250 255

Phe Ile Pro Ser Ala Asn Asp Ser Glu Gly Asp Ala Ala Thr Thr Pro

260 265 270

Ala Pro Ala Thr Glu Lys Pro Tyr Ile Thr Leu Leu Tyr Arg Pro Gly

275 280 285

His Tyr Asp Ile Leu Tyr Pro Lys

290 295

<210> 19

<211> 302

<212> PRT

<213> 高粱SbOTUB1蛋白

<400> 19

Met Gly Asp Val Pro Gln Ala Pro His Ala Ala Glu Gly Gly Gly Gly

1 5 10 15

Gly Leu Glu Glu Gly Ala Val Pro Asp Pro Asn Pro Ser Pro Ser Leu

20 25 30

Ser Leu Gly Gly Cys Ser Asp Pro Val Ser Leu Glu Leu Ser Met Gly

35 40 45

Gly Asp Tyr Tyr Arg Ala Cys Cys Gly Asp Pro Asp Pro Asp Ile Pro

50 55 60

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

65 70 75 80

Leu Ala Ala Glu Phe Gln Ser Gly Ser Pro Ile Leu Gln Glu Lys Ile

85 90 95

Lys Leu Leu Gly Glu Gln Tyr Gly Ala Leu Arg Arg Thr Arg Gly Asp

100 105 110

Gly Asn Cys Phe Tyr Arg Ser Phe Met Phe Ser Tyr Leu Glu His Ile

115 120 125

Leu Glu Thr Gln Asp Lys Ala Glu Ala Asp Arg Ile Met Val Lys Ile

130 135 140

Glu Asp Cys Lys Lys Thr Leu Leu Ser Leu Gly Tyr Ile Glu Phe Thr

145 150 155 160

Phe Glu Asp Phe Phe Ala Ile Phe Ile Asp Met Leu Glu Ser Val Leu

165 170 175

Gln Gly His Glu Thr Pro Ile Gly Phe Val Thr Ser Gly Glu Ile Gln

180 185 190

Arg Arg Ser Asp Phe Phe Glu Pro Phe Ile Ser Gly Leu Thr Asn Ser

195 200 205

Thr Val Val Gln Phe Cys Lys Ala Ser Val Glu Pro Met Gly Glu Glu

210 215 220

Ser Asp His Val His Ile Ile Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly Val Pro

225 230 235 240

Ile Arg Val Met Tyr Leu Asp Arg Ser Ser Cys Asp Thr Gly Asn Leu

245 250 255

Ser Val Asn His His Asp Phe Ile Pro Ser Ser Asn Ala Ser Glu Gly

260 265 270

Asp Ala Ala Met Thr Ser Thr Pro Asp Ala Glu Lys Pro Tyr Ile Thr

275 280 285

Leu Leu Tyr Arg Pro Gly His Tyr Asp Ile Leu Tyr Pro Lys

290 295 300

<210> 20

<211> 301

<212> PRT

<213> 大豆GmOTUB1蛋白

<400> 20

Met Gln Ser Lys Glu Ala Val Val Glu Asp Gly Glu Ile Lys Ser Val

1 5 10 15

Thr Ala Val Gly Ser Glu Ile Asp Gly Trp Thr Asn Phe Gly Asp Asp

20 25 30

Asp Ile Met Gln Gln Gln Tyr Thr Ile Gln Ser Glu Glu Ala Lys Lys

35 40 45

Val Pro Ser Val Gly Asp Lys Glu Pro Leu Ser Ser Leu Ala Ala Glu

50 55 60

Tyr Lys Ser Gly Ser Pro Ile Leu Leu Glu Lys Ile Lys Val Leu Asp

65 70 75 80

Glu Gln Tyr Ala Ala Ile Arg Arg Thr Arg Gly Asp Gly Asn Cys Phe

85 90 95

Phe Arg Ser Phe Met Phe Ser Tyr Leu Glu His Val Met Lys Cys Gln

100 105 110

Asp Gln Ala Glu Val Asp Arg Ile Gln Ala Asn Val Glu Lys Ser Arg

115 120 125

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

130 135 140

Phe Ala Leu Phe Leu Glu Gln Leu Glu Ser Val Ile Gln Gly Lys Glu

145 150 155 160

Thr Ser Ile Ser His Glu Glu Leu Val Leu Arg Ser Arg Asp Gln Ser

165 170 175

Val Ser Asp Tyr Val Val Met Phe Phe Arg Phe Val Thr Ser Ala Ala

180 185 190

Ile Gln Lys Arg Thr Glu Phe Phe Glu Pro Phe Ile Leu Gly Leu Thr

195 200 205

Asn Thr Thr Val Glu Gln Phe Cys Lys Ser Ser Val Glu Pro Met Gly

210 215 220

Glu Glu Ser Asp His Val His Ile Thr Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly

225 230 235 240

Ile Pro Val Arg Val Val Tyr Leu Asp Arg Ser Ser Ser Asp Thr Gly

245 250 255

Gly Val Ser Val Asn His His Asp Phe Met Pro Val Ala Gly Asp Leu

260 265 270

Pro Asn Ala Ser Cys Ser Ser Glu Lys Asn Ile Pro Phe Ile Thr Leu

275 280 285

Leu Tyr Arg Pro Gly His Tyr Asp Ile Leu Tyr Pro Lys

290 295 300

<210> 21

<211> 300

<212> PRT

<213> 油菜BnOTUB1蛋白

<400> 21

Met Gln Asn Gln Asn Asp Thr Val Lys Asp Asp Ala Glu Leu Ala Ala

1 5 10 15

Ser Ile Ser Ala Glu Gln Trp Gly Cys Cys Ser Val Glu Glu Pro Ser

20 25 30

Phe Gln Asp Asp Glu Ala Ala Lys Val Pro Tyr Val Gly Asp Lys Glu

35 40 45

Pro Met Ser Ser Leu Ala Ala Glu Tyr Gln Ala Gly Ser Pro Ile Leu

50 55 60

Leu Glu Lys Ile Lys Val Leu Asp Ser Gln Tyr Val Ala Ile Arg Arg

65 70 75 80

Thr Arg Gly Asp Gly Asn Cys Phe Phe Arg Ser Phe Met Phe Ser Tyr

85 90 95

Leu Glu His Ile Leu Glu Ser Gln Asp Gly Ala Glu Val Asp Arg Ile

100 105 110

Lys Leu Asn Val Glu Lys Cys Arg Lys Asn Leu Gln Asn Leu Gly Tyr

115 120 125

Thr Asp Phe Thr Phe Glu Asp Phe Phe Ala Leu Phe Leu Glu Gln Leu

130 135 140

Asp Asp Ile Leu Gln Gly Gly Glu Glu Ser Ile Ser Tyr Asp Glu Leu

145 150 155 160

Val Asn Arg Ser Arg Asp Gln Ser Val Ser Asp Tyr Ile Val Met Phe

165 170 175

Phe Arg Phe Val Thr Ala Gly Glu Ile Lys Thr Arg Ala Glu Phe Phe

180 185 190

Glu Pro Phe Ile Thr Gly Leu Ser Asn Thr Thr Val Asp Gln Phe Cys

195 200 205

Lys Thr Ser Val Glu Pro Met Gly Glu Glu Ser Asp His Ile His Ile

210 215 220

Thr Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly Val Ala Ile Arg Val Val Tyr Leu

225 230 235 240

Asp Arg Ser Ser Cys Asp Thr Gly Gly Gly Val Thr Val Asn His His

245 250 255

Asp Phe Val Pro Val Gly Ser Gly Thr Asn Glu Lys Glu Glu Ala Ser

260 265 270

Ser Ala Ala Pro Phe Ile Thr Leu Leu Tyr Arg Pro Gly His Tyr Asp

275 280 285

Ile Leu Tyr Pro Lys Val Leu Glu Asn Val Glu Lys

290 295 300

<210> 22

<211> 303

<212> PRT

<213> 棉花GhOTUB1蛋白

<400> 22

Met Gln Asn Gln Asp Gly Ala Val Ala Asp Arg Glu Lys Glu Ser Ala

1 5 10 15

Val Ser Ile Pro Ile Ser Glu Val Asp Asp Trp Ala Asn Phe Ala Asp

20 25 30

Asp Asp Ile Met Gln Gln Gln Ser Ala Ile His Ala Glu Glu Ala Lys

35 40 45

Lys Ile Pro Phe Val Gly Asp Lys Glu Pro Leu Ser Met Leu Ala Ala

50 55 60

Glu Tyr Glu Ser Gly Ser Pro Ile Leu Leu Glu Lys Ile Lys Val Leu

65 70 75 80

Asp Gln Gln Tyr Ala Ala Ile Arg Arg Thr Arg Gly Asp Gly Asn Cys

85 90 95

Phe Phe Arg Ser Phe Met Phe Ser Tyr Leu Glu His Ile Leu Glu Ser

100 105 110

Gln Asp Arg Ala Glu Val Asp Arg Ile Lys Gly Asn Val Glu Glu Cys

115 120 125

Arg Lys Pro Leu Gln Arg Leu Ala His Thr Asp Phe Thr Phe Glu Asp

130 135 140

Phe Phe Ser Leu Phe Leu Glu Gln Leu Glu Cys Val Leu Gln Gly Asn

145 150 155 160

Glu Asp Ser Ile Ser Gln Asp Glu Leu Ile Leu Arg Ser Arg Asp Gln

165 170 175

Ser Ile Ser Asp Tyr Val Val Met Phe Phe Arg Phe Val Thr Ser Gly

180 185 190

Glu Ile Arg Lys Arg Ser Glu Phe Phe Glu Pro Phe Ile Leu Gly Leu

195 200 205

Thr Asn Ala Thr Val Glu Gln Phe Cys Lys Ser Ser Val Glu Pro Met

210 215 220

Gly Glu Glu Ser Asp His Val His Ile Thr Ala Leu Ser Asp Ala Leu

225 230 235 240

Gly Val Pro Ile Arg Val Val Tyr Leu Asp Arg Ser Ser Cys Asp Ile

245 250 255

Gly Gly Val Ser Val Asn His His Asp Phe Leu Pro Thr Ser Gly Asp

260 265 270

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

275 280 285

Thr Leu Leu Tyr Arg Pro Gly His Tyr Asp Ile Leu Tyr Pro Lys

290 295 300

<210> 23

<211> 301

<212> PRT

<213> 番茄SlOTUB1蛋白

<400> 23

Met Gln Asp Gln Asp Val Asp Val Asp Val Ala Asp Ala Ala Lys Glu

1 5 10 15

Thr Phe Thr Ser Ser Glu Thr Asp Asp Trp Lys Lys Tyr Lys Asp Asp

20 25 30

Asp Ile Met Gln Gln His Ser Ala Ile Gln Ala Glu Gln Ala Val Lys

35 40 45

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

50 55 60

Tyr His Leu Gly Asn Ser Ile Val Leu Glu Lys Ile Lys Val Leu Ser

65 70 75 80

Glu Gln Tyr Ala Ala Ile Arg Arg Thr Arg Gly Asp Gly Asn Cys Phe

85 90 95

Phe Arg Ser Phe Met Phe Gly Tyr Leu Glu His Ile Leu Glu Ser Gln

100 105 110

Asp His Asn Glu Val Gln His Ile Lys Ser Asn Ile Glu Glu Cys Lys

115 120 125

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

130 135 140

Phe Ala Leu Phe Leu Glu Gln Leu Asp Ser Val Leu Gln Gly Ser Glu

145 150 155 160

Asp Ser Ile Ser His Asp Glu Leu Leu Cys Arg Ser Arg Asp Pro Ser

165 170 175

Ile Ser Asp Tyr Val Val Met Phe Phe Arg Phe Val Thr Ser Gly Glu

180 185 190

Ile Arg Lys Arg Ser Glu Phe Phe Glu Pro Phe Ile Leu Gly Leu Thr

195 200 205

Asn Thr Ser Val Glu Gln Phe Cys Lys Ser Ala Val Glu Pro Met Gly

210 215 220

Glu Glu Ser Asp His Val Gln Ile Thr Ala Leu Ser Asp Ala Leu Gly

225 230 235 240

Val Pro Ile Arg Val Val Tyr Leu Asp Arg Ser Ser Cys Glu Asn Asn

245 250 255

Ser Ile Asn Val Asn His His Asp Phe Ile Pro Thr Ser Arg Glu Val

260 265 270

Gly Asn Ser Asp Val Ser Lys Thr Thr Asn Arg Pro Ser Ile Thr Leu

275 280 285

Leu Tyr Arg Pro Gly His Tyr Asp Ile Leu Tyr Pro Lys

290 295 300

<210> 24

<211> 578

<212> DNA

<213> OsOTUB1的sgRNA 表达盒序列

<400> 24

tggaatcggc agcaaaggat tttttcctgt agttttccca caaccatttt ttaccatccg 60

aatgatagga taggaaaaat atccaagtga acagtattcc tataaaattc ccgtaaaaag 120

cctgcaatcc gaatgagccc tgaagtctga actagccggt cacctgtaca ggctatcgag 180

atgccataca agagacggta gtaggaacta ggaagacgat ggttgattcg tcaggcgaaa 240

tcgtcgtcct gcagtcgcat ctatgggcct ggacggaata ggggaaaaag ttggccggat 300

aggagggaaa ggcccaggtg cttacgtgcg aggtaggcct gggctctcag cacttcgatt 360

cgttggcacc ggggtaggat gcaatagaga gcaacgttta gtaccacctc gcttagctag 420

agcaaactgg actgccttat atgcgcgggt gctggcttgg ctgccgtcag ctggaaagtg 480

ttctgcgttt tagagctaga aatagcaagt taaaataagg ctagtccgtt atcaacttga 540

aaaagtggca ccgagtcggt gctttttttc aagagctt 578

<210> 25

<211> 578

<212> DNA

<213> TuOTUB1的 sgRNA表达盒序列

<400> 25

tggaatcggc agcaaaggat tttttcctgt agttttccca caaccatttt ttaccatccg 60

aatgatagga taggaaaaat atccaagtga acagtattcc tataaaattc ccgtaaaaag 120

cctgcaatcc gaatgagccc tgaagtctga actagccggt cacctgtaca ggctatcgag 180

atgccataca agagacggta gtaggaacta ggaagacgat ggttgattcg tcaggcgaaa 240

tcgtcgtcct gcagtcgcat ctatgggcct ggacggaata ggggaaaaag ttggccggat 300

aggagggaaa ggcccaggtg cttacgtgcg aggtaggcct gggctctcag cacttcgatt 360

cgttggcacc ggggtaggat gcaatagaga gcaacgttta gtaccacctc gcttagctag 420

agcaaactgg actgccttat atgcgcgggt gctggcttgg ctgccgttaa ggcgaacacg 480

aggagagttt tagagctaga aatagcaagt taaaataagg ctagtccgtt atcaacttga 540

aaaagtggca ccgagtcggt gctttttttc aagagctt 578

<210> 26

<211> 578

<212> DNA

<213> HvOTUB1的sgRNA表达盒序列

<400> 26

tggaatcggc agcaaaggat tttttcctgt agttttccca caaccatttt ttaccatccg 60

aatgatagga taggaaaaat atccaagtga acagtattcc tataaaattc ccgtaaaaag 120

cctgcaatcc gaatgagccc tgaagtctga actagccggt cacctgtaca ggctatcgag 180

atgccataca agagacggta gtaggaacta ggaagacgat ggttgattcg tcaggcgaaa 240

tcgtcgtcct gcagtcgcat ctatgggcct ggacggaata ggggaaaaag ttggccggat 300

aggagggaaa ggcccaggtg cttacgtgcg aggtaggcct gggctctcag cacttcgatt 360

cgttggcacc ggggtaggat gcaatagaga gcaacgttta gtaccacctc gcttagctag 420

agcaaactgg actgccttat atgcgcgggt gctggcttgg ctgccgttaa gacggacacg 480

aggagagttt tagagctaga aatagcaagt taaaataagg ctagtccgtt atcaacttga 540

aaaagtggca ccgagtcggt gctttttttc aagagctt 578

<210> 27

<211> 578

<212> DNA

<213> ZmOTUB1的sgRNA表达盒序列

<400> 27

tggaatcggc agcaaaggat tttttcctgt agttttccca caaccatttt ttaccatccg 60

aatgatagga taggaaaaat atccaagtga acagtattcc tataaaattc ccgtaaaaag 120

cctgcaatcc gaatgagccc tgaagtctga actagccggt cacctgtaca ggctatcgag 180

atgccataca agagacggta gtaggaacta ggaagacgat ggttgattcg tcaggcgaaa 240

tcgtcgtcct gcagtcgcat ctatgggcct ggacggaata ggggaaaaag ttggccggat 300

aggagggaaa ggcccaggtg cttacgtgcg aggtaggcct gggctctcag cacttcgatt 360

cgttggcacc ggggtaggat gcaatagaga gcaacgttta gtaccacctc gcttagctag 420

agcaaactgg actgccttat atgcgcgggt gctggcttgg ctgccgaagc tttatgtttt 480

cctaccgttt tagagctaga aatagcaagt taaaataagg ctagtccgtt atcaacttga 540

aaaagtggca ccgagtcggt gctttttttc aagagctt 578

<210> 28

<211> 578

<212> DNA

<213> SbOTUB1的sgRNA表达盒序列

<400> 28

tggaatcggc agcaaaggat tttttcctgt agttttccca caaccatttt ttaccatccg 60

aatgatagga taggaaaaat atccaagtga acagtattcc tataaaattc ccgtaaaaag 120

cctgcaatcc gaatgagccc tgaagtctga actagccggt cacctgtaca ggctatcgag 180

atgccataca agagacggta gtaggaacta ggaagacgat ggttgattcg tcaggcgaaa 240

tcgtcgtcct gcagtcgcat ctatgggcct ggacggaata ggggaaaaag ttggccggat 300

aggagggaaa ggcccaggtg cttacgtgcg aggtaggcct gggctctcag cacttcgatt 360

cgttggcacc ggggtaggat gcaatagaga gcaacgttta gtaccacctc gcttagctag 420

agcaaactgg actgccttat atgcgcgggt gctggcttgg ctgccgaagc tttatgttct 480

cctactgttt tagagctaga aatagcaagt taaaataagg ctagtccgtt atcaacttga 540

aaaagtggca ccgagtcggt gctttttttc aagagctt 578

<210> 29

<211> 455

<212> DNA

<213> GmOTUB1的sgRNA表达盒序列

<400> 29

tggaatcggc agcaaaggat ttactttaaa ttttttctta tgcagcctgt gatggataac 60

tgaatcaaac aaatggcgtc tgggtttaag aagatctgtt ttggctatgt tggacgaaac 120

aagtgaactt ttaggatcaa cttcagttta tatatggagc ttatatcgag caataagata 180

agtgggcttt ttatgtaatt taatgggcta tcgtccatag attcactaat acccatgccc 240

agtacccatg tatgcgtttc atataagctc ctaatttctc ccacatcgct caaatctaaa 300

caaatcttgt tgtatatata acactgaggg agcaacattg gtcaattcgt cgtactcgag 360

gagagtttta gagctagaaa tagcaagtta aaataaggct agtccgttat caacttgaaa 420

aagtggcacc gagtcggtgc tttttttcaa gagct 455

<210> 30

<211> 455

<212> DNA

<213> BnOTUB1的sgRNA表达盒序列

<400> 30

tggaatcggc agcaaaggat ttactttaaa ttttttctta tgcagcctgt gatggataac 60

tgaatcaaac aaatggcgtc tgggtttaag aagatctgtt ttggctatgt tggacgaaac 120

aagtgaactt ttaggatcaa cttcagttta tatatggagc ttatatcgag caataagata 180

agtgggcttt ttatgtaatt taatgggcta tcgtccatag attcactaat acccatgccc 240

agtacccatg tatgcgtttc atataagctc ctaatttctc ccacatcgct caaatctaaa 300

caaatcttgt tgtatatata acactgaggg agcaacattg gtcagttgca atcaggcgaa 360

caaggtttta gagctagaaa tagcaagtta aaataaggct agtccgttat caacttgaaa 420

aagtggcacc gagtcggtgc tttttttcaa gagct 455

<210> 31

<211> 455

<212> DNA

<213> GhOTUB1的sgRNA表达盒序列

<400> 31

tggaatcggc agcaaaggat ttactttaaa ttttttctta tgcagcctgt gatggataac 60

tgaatcaaac aaatggcgtc tgggtttaag aagatctgtt ttggctatgt tggacgaaac 120

aagtgaactt ttaggatcaa cttcagttta tatatggagc ttatatcgag caataagata 180

agtgggcttt ttatgtaatt taatgggcta tcgtccatag attcactaat acccatgccc 240

agtacccatg tatgcgtttc atataagctc ctaatttctc ccacatcgct caaatctaaa 300

caaatcttgt tgtatatata acactgaggg agcaacattg gtcagcagcc attagaagaa 360

cgcggtttta gagctagaaa tagcaagtta aaataaggct agtccgttat caacttgaaa 420

aagtggcacc gagtcggtgc tttttttcaa gagct 455

<210> 32

<211> 455

<212> DNA

<213> SlOTUB1的sgRNA表达盒序列

<400> 32

tggaatcggc agcaaaggat ttactttaaa ttttttctta tgcagcctgt gatggataac 60

tgaatcaaac aaatggcgtc tgggtttaag aagatctgtt ttggctatgt tggacgaaac 120

aagtgaactt ttaggatcaa cttcagttta tatatggagc ttatatcgag caataagata 180

agtgggcttt ttatgtaatt taatgggcta tcgtccatag attcactaat acccatgccc 240

agtacccatg tatgcgtttc atataagctc ctaatttctc ccacatcgct caaatctaaa 300

caaatcttgt tgtatatata acactgaggg agcaacattg gtcagctgcc attagaagaa 360

cacggtttta gagctagaaa tagcaagtta aaataaggct agtccgttat caacttgaaa 420

aagtggcacc gagtcggtgc tttttttcaa gagct 455

<210> 33

<211> 825

<212> DNA

<213> 水稻dep1-1的cDNA序列

<400> 33

atgggggagg aggcggtggt gatggaggcg ccgaggccca agtcgccgcc gaggtacccg 60

gacctgtgcg gccggcggcg gatgcagctg gaggtgcaga tcctgagccg cgagatcacg 120

ttcctcaagg atgagcttca cttccttgaa ggagctcagc ccgtttctcg ttctggatgc 180

attaaagaga taaatgagtt tgttggtaca aaacatgacc cactaatacc aacaaagaga 240

aggaggcaca gatcttgccg tctttttcgg tggatcggat caaaattgtg tatctgcatt 300

tcatgtcttt gctactgttg caagtgctca cccaagtgca aaagaccaag gtgcctcaat 360

tgttcttgca gctcatgctg cgacgagcca tgctgtaagc caaactgcag tgcgtgctgc 420

gctgggtcat gctgtagtcc agactgctgc tcatgctgta aacctaactg cagttgctgc 480

aagacccctt cttgctgcaa accgaactgc tcgtgctcct gtccaagctg cagctcatgc 540

tgcgatacat cgtgctgcaa accgagctgc acctgcttca acatctag 588

<210> 34

<211> 195

<212> PRT

<213> 水稻DEP1蛋白的氨基酸序列

<400> 34

Met Gly Glu Glu Ala Val Val Met Glu Ala Pro Arg Pro Lys Ser Pro

1 5 10 15

Pro Arg Tyr Pro Asp Leu Cys Gly Arg Arg Arg Met Gln Leu Glu Val

20 25 30

Gln Ile Leu Ser Arg Glu Ile Thr Phe Leu Lys Asp Glu Leu His Phe

35 40 45

Leu Glu Gly Ala Gln Pro Val Ser Arg Ser Gly Cys Ile Lys Glu Ile

50 55 60

Asn Glu Phe Val Gly Thr Lys His Asp Pro Leu Ile Pro Thr Lys Arg

65 70 75 80

Arg Arg His Arg Ser Cys Arg Leu Phe Arg Trp Ile Gly Ser Lys Leu

85 90 95

Cys Ile Cys Ile Ser Cys Leu Cys Tyr Cys Cys Lys Cys Ser Pro Lys

100 105 110

Cys Lys Arg Pro Arg Cys Leu Asn Cys Ser Cys Ser Ser Cys Cys Asp

115 120 125

Glu Pro Cys Cys Lys Pro Asn Cys Ser Ala Cys Cys Ala Gly Ser Cys

130 135 140

Cys Ser Pro Asp Cys Cys Ser Cys Cys Lys Pro Asn Cys Ser Cys Cys

145 150 155 160

Lys Thr Pro Ser Cys Cys Lys Pro Asn Cys Ser Cys Ser Cys Pro Ser

165 170 175

Cys Ser Ser Cys Cys Asp Thr Ser Cys Cys Lys Pro Ser Cys Thr Cys

180 185 190

Phe Asn Ile

195

<210> 35

<211> 462

<212> DNA

<213> 水稻OsUBC13基因序列

<400> 35

atggccaaca gcaacctccc ccggcgaatc atcaaggaga cgcagcgact cctcagcgag 60

ccagcgccgg gaatcagcgc gtctccgtcg gaggagaaca tgcgctactt caacgtcatg 120

atccttggcc cggcacagtc cccctatgaa ggtggagttt ttaagcttga actcttttta 180

cctgaggaat atcctatggc tgctccaaag gttaggttcc tgaccaaaat ataccacccc 240

aacattgaca agcttggtag gatatgcctt gacattctca aggacaaatg gagcccagcc 300

cttcagattc ggacagttct tttgagtatc caggcactcc taagtgcacc aaaccctgat 360

gatcctctct ctgataacat tgcaaagcac tggaaagcca atgaagcaga agctgttgaa 420

acagcaaagg agtggactcg cctgtatgcc agcggtgcat aa 462

<210> 36

<211> 153

<212> PRT

<213> 水稻OsUBC13基因编码的蛋白序列

<400> 36

Met Ala Asn Ser Asn Leu Pro Arg Arg Ile Ile Lys Glu Thr Gln Arg

1 5 10 15

Leu Leu Ser Glu Pro Ala Pro Gly Ile Ser Ala Ser Pro Ser Glu Glu

20 25 30

Asn Met Arg Tyr Phe Asn Val Met Ile Leu Gly Pro Ala Gln Ser Pro

35 40 45

Tyr Glu Gly Gly Val Phe Lys Leu Glu Leu Phe Leu Pro Glu Glu Tyr

50 55 60

Pro Met Ala Ala Pro Lys Val Arg Phe Leu Thr Lys Ile Tyr His Pro

65 70 75 80

Asn Ile Asp Lys Leu Gly Arg Ile Cys Leu Asp Ile Leu Lys Asp Lys

85 90 95

Trp Ser Pro Ala Leu Gln Ile Arg Thr Val Leu Leu Ser Ile Gln Ala

100 105 110

Leu Leu Ser Ala Pro Asn Pro Asp Asp Pro Leu Ser Asp Asn Ile Ala

115 120 125

Lys His Trp Lys Ala Asn Glu Ala Glu Ala Val Glu Thr Ala Lys Glu

130 135 140

Trp Thr Arg Leu Tyr Ala Ser Gly Ala

145 150

<210> 37

<211> 1254

<212> DNA

<213> 水稻OsSPL14 cDNA

<400> 37

atggagatgg ccagtggagg aggcgccgcc gccgccgccg gcggcggagt aggcggcagc 60

ggcggcggtg gtggtggagg ggacgagcac cgccagctgc acggtctcaa gttcggcaag 120

aagatctact tcgaggacgc cgccgcggca gcaggcggcg gcggcactgg cagtggcagt 180

ggcagcgcga gcgccgcgcc gccgtcctcg tcttccaagg cggcgggtgg tggacgcggc 240

ggagggggca agaacaaggg gaagggcgtg gccgcggcgg cgccaccgcc gccgccgccg 300

ccgccgcggt gccaggtgga ggggtgcggc gcggatctga gcgggatcaa gaactactac 360

tgccgccaca aggtgtgctt catgcattcc aaggctcccc gcgtcgtcgt cgccggcctc 420

gagcagcgct tctgccagca gtgcagcagg ttccacctgc tgcctgaatt tgaccaagga 480

aaacgcagct gccgcagacg ccttgcaggt cataatgagc gccggaggag gccgcaaacc 540

cctttggcat cacgctacgg tcgactagct gcatctgttg gtgagcatcg caggttcaga 600

agctttacgt tggatttctc ctacccaagg gttccaagca gcgtaaggaa tgcatggcca 660

gcaattcaac caggcgatcg gatctccggt ggtatccagt ggcacaggaa cgtagctcct 720

catggtcact ctagtgcagt ggcgggatat ggtgccaaca catacagcgg ccaaggtagc 780

tcttcttcag ggccaccggt gttcgctggc ccaaatctcc ctccaggtgg atgtctcgca 840

ggggtcggtg ccgccaccga ctcgagctgt gctctctctc ttctgtcaac ccagccatgg 900

gatactacta cccacagtgc cgctgccagc cacaaccagg ctgcagccat gtccactacc 960

accagctttg atggcaatcc tgtggcaccc tccgccatgg cgggtagcta catggcacca 1020

agcccctgga caggttctcg gggccatgag ggtggtggtc ggagcgtggc gcaccagcta 1080

ccacatgaag tctcacttga tgaggtgcac cctggtccta gccatcatgc ccacttctcc 1140

ggtgagcttg agcttgctct gcaggggaac ggtccagccc cagcaccacg catcgatcct 1200

gggtccggca gcaccttcga ccaaaccagc aacacgatgg attggtctct gtag 1254

<210> 38

<211> 417

<212> PRT

<213> 水稻OsSPL14编码的蛋白

<400> 38

Met Glu Met Ala Ser Gly Gly Gly Ala Ala Ala Ala Ala Gly Gly Gly

1 5 10 15

Val Gly Gly Ser Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Asp Glu His Arg Gln

20 25 30

Leu His Gly Leu Lys Phe Gly Lys Lys Ile Tyr Phe Glu Asp Ala Ala

35 40 45

Ala Ala Ala Gly Gly Gly Gly Thr Gly Ser Gly Ser Gly Ser Ala Ser

50 55 60

Ala Ala Pro Pro Ser Ser Ser Ser Lys Ala Ala Gly Gly Gly Arg Gly

65 70 75 80

Gly Gly Gly Lys Asn Lys Gly Lys Gly Val Ala Ala Ala Ala Pro Pro

85 90 95

Pro Pro Pro Pro Pro Pro Arg Cys Gln Val Glu Gly Cys Gly Ala Asp

100 105 110

Leu Ser Gly Ile Lys Asn Tyr Tyr Cys Arg His Lys Val Cys Phe Met

115 120 125

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

130 135 140

Cys Gln Gln Cys Ser Arg Phe His Leu Leu Pro Glu Phe Asp Gln Gly

145 150 155 160

Lys Arg Ser Cys Arg Arg Arg Leu Ala Gly His Asn Glu Arg Arg Arg

165 170 175

Arg Pro Gln Thr Pro Leu Ala Ser Arg Tyr Gly Arg Leu Ala Ala Ser

180 185 190

Val Gly Glu His Arg Arg Phe Arg Ser Phe Thr Leu Asp Phe Ser Tyr

195 200 205

Pro Arg Val Pro Ser Ser Val Arg Asn Ala Trp Pro Ala Ile Gln Pro

210 215 220

Gly Asp Arg Ile Ser Gly Gly Ile Gln Trp His Arg Asn Val Ala Pro

225 230 235 240

His Gly His Ser Ser Ala Val Ala Gly Tyr Gly Ala Asn Thr Tyr Ser

245 250 255

Gly Gln Gly Ser Ser Ser Ser Gly Pro Pro Val Phe Ala Gly Pro Asn

260 265 270

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

275 280 285

Ser Cys Ala Leu Ser Leu Leu Ser Thr Gln Pro Trp Asp Thr Thr Thr

290 295 300

His Ser Ala Ala Ala Ser His Asn Gln Ala Ala Ala Met Ser Thr Thr

305 310 315 320

Thr Ser Phe Asp Gly Asn Pro Val Ala Pro Ser Ala Met Ala Gly Ser

325 330 335

Tyr Met Ala Pro Ser Pro Trp Thr Gly Ser Arg Gly His Glu Gly Gly

340 345 350

Gly Arg Ser Val Ala His Gln Leu Pro His Glu Val Ser Leu Asp Glu

355 360 365

Val His Pro Gly Pro Ser His His Ala His Phe Ser Gly Glu Leu Glu

370 375 380

Leu Ala Leu Gln Gly Asn Gly Pro Ala Pro Ala Pro Arg Ile Asp Pro

385 390 395 400

Gly Ser Gly Ser Thr Phe Asp Gln Thr Ser Asn Thr Met Asp Trp Ser

405 410 415

Leu

6

Claims (14)

1.一种分离的控制水稻分蘖数、茎秆粗度、每穗穗粒数、千粒重和产量的理想株型基因，其编码SEQ ID NO：15所示的氨基酸序列，将其命名为NPT1。

2.权利要求1所述的基因，其包含SEQ ID NOs：1或3所示的核苷酸序列。

3.权利要求1的基因的等位基因，其包含SEQ ID NOs：2或4所示的核苷酸序列，将其命名为npt1。

4.权利要求1的基因或其等位基因的启动子序列，其如SEQ ID NO：5或6所示。

5.权利要求1的基因的同源基因，其编码SEQ ID NOs：16-23中任一个所示的氨基酸序列。

6.权利要求5所述的同源基因，其包含SEQ ID NOs：7-14中任一个所示的核苷酸序列。

7.一种分离的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NOs：15-23中任一个所示。

8.一种重组构建体，其特征在于包含权利要求1-6中任一项所述的序列。

9.一种重组宿主细胞，其特征在于包含权利要求1-6中任一项所述的序列；或包含权利要求8所述的重组构建体，其中所述细胞为微生物细胞，其中所述微生物细胞优选为大肠杆菌或农杆菌细胞。

10.一种培育产量提高的水稻的方法，该方法包括：用包含权利要求3的等位基因npt1的重组宿主细胞转染水稻植株得到NPT1基因表达水平下降或者氨基酸序列改变导致蛋白功能下降的转基因水稻植株，或者将含有权利要求3所述的等位基因npt1的水稻植株与另一水稻植株杂交，其中所述另一水稻植株优选是单穗粒数增加、产量增加的植株。

11.一种通过过量表达OsUBC13培育每穗穗粒数和产量增加的水稻的方法，该方法包括用含有OsUBC13的重组构建体及重组宿主细胞，转化水稻植株获得转基因水稻植株，所得到的转基因水稻植株中NPT1活性受到影响，由此增加每穗穗粒数和产量，其中所述细胞为微生物细胞，所述微生物细胞优选为大肠杆菌或农杆菌细胞。

12.一种培育高产量的水稻品种的分子标记辅助选择的聚合育种方法，该方法包括使用包含权利要求3所述的等位基因npt1的水稻亲本与携带优异等位基因dep1-1的另一水稻亲本杂交，在后代中根据分子标记选育出聚合了优异等位基因npt1和dep1-1的新品系或品种。

13.一种通过CRISPR/cas9基因编辑技术敲除NPT1或其同源基因培育产量提高的作物的方法，所述方法包括以NPT1或其同源基因为靶点，通过CRISPR/cas9基因编辑技术敲除靶点基因，培育得到产量提高的作物，其中所述作物选自水稻、小麦、大麦、玉米、高粱、大豆、油菜、棉花或番茄。

14.一种通过增强水稻株型调控蛋白OsSPL14的功能培育每穗穗粒数和产量增加的水稻的方法，该方法包括用含有NPT1的重组构建体及重组宿主细胞，转化水稻植株获得转基因水稻植株，由此获得OsSPL14功能增强的转基因植株，其中所述细胞为微生物细胞，所述微生物细胞优选为大肠杆菌或农杆菌细胞。