CN112390865A

CN112390865A - Zm5008基因在调控玉米株高和节间距中的应用

Info

Publication number: CN112390865A
Application number: CN201910742857.3A
Authority: CN
Inventors: 普莉; 余佳; 徐帆; 郭位军; 武悦
Original assignee: Biotechnology Research Institute of CAAS
Current assignee: Biotechnology Research Institute of CAAS
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2021-02-23
Anticipated expiration: 2039-08-13
Also published as: ZA202202997B; WO2021027791A1; CN112390865B

Abstract

本发明公开了Zm5008基因在调控玉米株高和节间距中的应用。本发明提供了蛋白ZM5008或其编码DNA分子或含有编码DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌在调控植物株高和/或调控植物节间距中的应用。本发明发现影响玉米株高的基因Zm5008，将其编码基因在玉米中敲除，得到Zm5008突变株系，该植株与正常玉米相比表现出明显的株高降低，说明该基因与玉米株高发育调控密切相关，这有助于明确Zm5008在植物株高中的作用机制，对此基因的研究可以进一步丰富作物株型形成的生物学意义，获得株型改变或品种改良的植物。

Description

Zm5008基因在调控玉米株高和节间距中的应用

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种Zm5008基因在调控玉米株高和节间距中的应用。

背景技术

玉米已成为我国第一大粮食作物，但我国玉米的平均产量却不及美国，这充分说明我国玉米单产还有巨大的提高潜力和空间。玉米在保证世界粮食安全方面起着重要的作用，在我国玉米又是集食用、饲料、工业用途为一体的多功能作物。发掘玉米增产潜力、提高玉米产量是社会发展的必然要求，也是玉米育种学家追求的永恒目标。近年来我国玉米供需缺口大，对国外进口玉米的依赖不断加重，造成我国粮食安全的严重隐患。由于我国耕地面积的制约，培育具有高产潜力的杂交种仍然是提高单产的最主要途径。近年来，随着玉米种植密度的提高，玉米的株型改良成为玉米遗传育种研究的重点之一(DOEBLEY,1990)。因此，控制玉米株高性状的研究越来越受到育种家的关注。株高是影响作物产量和倒伏的重要农艺性状，是衡量优良玉米品种的重要指标之一(Salas Fernandez et al.,2009)。植株过高会造成种植密度下降,不抗倒伏，收获质量降低，过矮则会影响整个群体生物量和生长结构(Peiffer et al.,2014)。此外，玉米株高还影响光在群体冠层中的合理分布、截光能力和群体合理光能利用等(BENZ and ILTIS,1992)。因此，研究玉米株高关键基因以及调控机理就变得非常重要。但是目前，调控玉米株高发育的关键基因以及调控机制并不清楚。

自1975年Mock(MOCK and PEARCE,1975)提出玉米理想株型的概念以后，许多植物学家先后做了大量的玉米株型研究。美国19世纪30年代以来的统计数据显示：玉米耐密性的改良对增产的贡献远高于单株产量的增加(Duvick,2005)。普通的玉米品种在种植密度较大的条件下，株高会因为植株间对光的竞争而增加，进而加重植株倒伏的风险，因此，植株较高的品种不适合密植(BISWAS and SALOKHE,1989)。合适的株高以及株高与穗位比值可以降低植株的重心而增强其抗倒伏性，调控株高与挖掘作物的增产潜力具有极高的关联性(Khush,1999)。研究认为，虽然株高与干物质积累成正比，矮杆却具有更高的将干物质转移向籽粒的能力，合理密植的关键之一是要选择株高合适的品种(KAGODA et al.,2011)。玉米植株过高会使栽培密度降低、引起倒伏、收货指数下降，过低又会影响田间通透性、易感染病虫害，不利于光合产物向穗部的有效运转，降低生物产量，只有合理的株高才能促成高产。

近年来，国内外研究者通过使用不同的研究群体和研究方案，发现了大量的玉米株高数量性状位点(QTL)。目前为止，MaizeGDB(http://www.maizegdb.org/)网站已经收录了200多个株高QTL，分布在玉米10条染色体上。比如Peiffer等(Peiffer et al.,2014)用2815个自交系、包含4892个重组自交系的巢式关联作图(nested association mapping，NAM)群体以及2个近等基因系(near isogenic lines，NILs)，结合13种环境的表型数据进行了玉米株高相关性状遗传基础的研究，发现株高QTL在10条染色体上都存在，且多是微效QTL。另外，在MaizeGDB上已经成功报道了大约50多个参与调控玉米株高基因，这些基因大部分都是参与赤霉素、油菜素内酯、生长素、独脚金内酯等激素的合成、运输和信号传导等过程。这些基因包括玉米Dwarf3(D3)(Winkler and Helentjaris,1995)，Dwarf8(D8)(Thornsberry et al.,2001)等以及玉米中应用研究较为广泛的矮化单基因BR2(Multaniet al.,2003)和ZmGA3ox2(Teng et al.,2013)。尽管这些基因都能调控玉米的株高，但是由于玉米矮化基因导入均引起植株极端矮化而不能成功应用于玉米育种实践。

在玉米育种上，合适的株高与穗位、最佳的生育期和适当的穗分枝数、叶夹角是获得理想株型、产量和生物量的一个关键指标，也是适宜机械化作业新品种培育的基础(Shinet al.,2014)。因此，挖掘、鉴定和利用新的株高基因成为玉米育种中备受重视的研究内容。随着分子生物学的发展，通过剖析玉米株高的遗传结构，可以对调控株高的关键基因进行定位、克隆和功能研究，这些结果又进一步可以指导育种家选育株高适中的新品种，为玉米增产提供重要的理论依据。

发明内容

为了改变植物株高或节间距，本发明提供如下技术方案：

本发明一个目的是提供如下1)-3)中任一种物质的用途。

本发明提供了1)-3)中任一种物质在调控植物株高和/或调控植物节间距中的应用：

1)蛋白ZM5008；

2)编码蛋白ZM5008的DNA分子；

3)含有编码蛋白ZM5008的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(2)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。

上述应用中，所述DNA分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子：

1)编码区为序列表中序列1所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子；

3)与1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子。

本发明另一个目的是提供抑制ZM5008蛋白活性的物质或抑制ZM5008蛋白编码基因表达的物质的用途。

本发明提供了抑制ZM5008蛋白活性的物质或抑制ZM5008蛋白编码基因表达的物质在如下a)-e)中任一中的应用；

a)降低植物株高；

b)培育低株高植物；

c)培育低杆植物；

d)降低植物节间距；

e)培育短节间距植物；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

本发明第3个目的是提供抑制ZM5008蛋白活性或抑制ZM5008蛋白编码基因表达在如下a)-e)中任一中的应用；

a)降低植物株高；

b)培育低株高植物；

c)培育低杆植物；

d)降低植物节间距；

e)培育短节间距植物；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

上述应用中，所述抑制ZM5008蛋白活性的物质或抑制ZM5008蛋白编码基因表达的物质为如下a或b：

a)sgRNA，所述sgRNA为由序列3编码的RNA；

b)表达a)所述sgRNA的载体或重组菌或重组病毒。

上述应用中，所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

本发明第4个目的是提供如下方法：

本发明提供了一种培育株高降低转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中编码蛋白ZM5008的DNA分子的表达量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的株高低于所述出发植物；

本发明还提供了一种培育株高降低转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中蛋白ZM5008的含量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的株高低于所述出发植物；

本发明还提供了一种培育节间距缩短转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中编码蛋白ZM5008的DNA分子的表达量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的节间距小于所述出发植物；

本发明还提供了一种培育节间距缩短转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中蛋白ZM5008的含量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的节间距小于所述出发植物；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

上述方法中，所述降低出发植物中编码蛋白ZM5008的DNA分子的表达量和/或活性，或，所述降低出发植物中蛋白ZM5008的含量和/或活性为将表达cas9和序列3编码的sgRNA导入出发植物中。

上述方法中，所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

本发明发现影响玉米株高的基因Zm5008，将其编码基因在玉米中敲除，得到Zm5008突变株系，该植株与正常玉米相比表现出明显的株高降低，说明该基因与玉米株高发育调控密切相关，这有助于明确Zm5008在植物株高中的作用机制，对此基因的研究可以进一步丰富作物株型形成的生物学意义，获得株型改变或品种改良的植物。

附图说明

图1为zm5008突变体在大田的表型。

图2为zm5008突变体基因组的测序结果。

图3为Zm5008突变体的Genotyping鉴定和分析。

图4为Zm5008突变体的表型分析。

图5为突变体Zm5008表达分析。

图6为基因编辑转Zm5008玉米测序结果。

图7为基因编辑Zm5008转基因玉米大田表型。

图8为Zm5008表达谱分析(qTeller)。

图9为Zm5008在基因编辑玉米中的表达谱分析。

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。

实施例1、Zm5008基因的发现及其功能研究

一、Zm5008基因的发现及zm5008突变体的表型研究

1、通过筛选玉米AC/DS插入突变体库，发现和分离了一个调控玉米株高的突变体，将其命名为zm5008。zm5008突变体在大田与野生型玉米W22("W22MODEL"SYN.此玉米材料由国家种质资源库获得，http://www.cgris.net/)相比呈现株高明显降低(图1)的表型，杂合体后代3:1分离比(27株正常的，8株矮化的)。

2、将zm5008突变体通过Genotyping发现该突变体中的转座子插入在Zm5008基因的第二个外显子上(图3)，导致Zm5008突变，植株矮化。

说明该基因插入突变导致了玉米植株矮化、细小的表型。

经过测序，zm5008突变体和野生型玉米基因组中，仅Zm5008基因有区别，其余基因不变。

利用转座子测序引物，zm5008突变体基因组的测序结果如图2所示，大写序列：Zm5008第二和第三个外显子；小写序列：内含子；红色：转座子插入序列测序结果，比对到基因组序列；红色加粗：插入位置，表明该转座子反向插入到Zm5008第二个外显子上；黄色标志：genotyping引物F和R；表明转座子反向插入在该基因的第二个外显子处，从而导致了该基因的突变。

3、分析zm5008突变体的株高表型

zm5008突变体杂合体的后代呈现明显的3:1分离比(zm5008纯合突变体和zm5008杂合突变体)，突变体zm5008植株矮化(图4A)，茎秆变细。100％的zm5008纯合突变体(突变体1)表现为矮化和细小(图1)。与其他突变体和野生型玉米相比，其散粉时间提前(图4B)。

测量野生型玉米和zm5008纯合突变体的株高，结果如图4A所示，与野生型相比，zm5008纯合突变体株高比野生型玉米(对照)的低了38.2％。

测量野生型玉米和zm5008纯合突变体的节间距，结果如图4C所示，与野生型玉米(对照1、对照2)相比，zm5008纯合突变体(突变体1、突变体2、突变体3)节间距明显变短。

4、克隆Zm5008基因全长

克隆Zm5008基因全长，zm5008纯合突变体中的Zm5008基因大小为1497bp，其核苷酸序列为序列表中序列1，该基因编码的蛋白命名为Zm5008蛋白，由498个氨基酸残基组成，其氨基酸序列为序列2，分子量为54229.1Da。图8为Zm5008表达谱分析(qTeller)。

二、Zm5008基因的表达量

提取zm5008纯合突变体以及野生型玉米W22(对照)的各个组织，包括叶片(L)，雄穗(T)，授粉前雌穗(E)，授粉前花丝(S)，茎(ST)和茎节(NO)等组织的RNA，用TaKaRa反转录酶反转录成cDNA，之后用稀释50倍的cDNA为模板，用5008-F(CAGCAGGTAACAGCAGGTGG)和5008-R(ACCTCATCTGCTCGCGGTAT)引物，使用诺唯赞公司SYBR qPCR mix做RT-qPCR。内参选择玉米actin(GRMZM2G126010)。qPCR检测时，每个样品进行三次技术性重复，采用2^-ΔΔCt方法计算基因的相对表达量。

上述PCR反应体系如表1：

表1

PCR反应条件如表2：

表2

Zm5008基因的相对表达量结果如图5所示，WT为W22，M1为Zm5008纯合突变体，叶片(L)，雄穗(T)，授粉前雌穗(E)，授粉前花丝(S)，茎(ST)和茎节(NO)；Zm5008纯合突变体的叶片(L)，雄穗(T)，茎(ST)和茎节(NO)部位较野生型对照相比，Zm5008基因的表达量降低。

上述结果表明，突变体中植株矮化可能就是由于该基因的突变引起的。

实施例2、Zm5008基因的功能验证

一、Zm5008基因表达量降低的基因编辑转Zm5008玉米的构建

1、构建基因编辑转Zm5008玉米

为了验证Zm5008调控基因的功能，进行了基因编辑转Zm5008玉米的构建，得到T0代基因编辑转Zm5008玉米。其中T0代基因编辑转Zm5008玉米为将序列3所示Zm5008sgRNA编码序列替换野生型玉米W22中Zm5008基因中序列4所示的靶序列，其他序列保持不变。

具体构建方法如下：

委托玉米转化公司未米生物科技(江苏)有限公司构建基因编辑重组质粒pGL3-U6-sgRNA-Zm5008，该质粒为将用于基因编码的Zm5008sgRNA编码序列(序列3)插入pGL3-U6-sgRNA载体骨架的ZmU6启动子后面的特定插入位点(Bsa1单酶切位点处)，得到重组质粒pGL3-U6-sgRNA-Zm5008；

其中，Zm5008sgRNA编码序列：GTTTTAGAGCTAGAAATAGCAAGTTAAAATAAGGCTAGTCCGTTATCAACTTGAAAAAGTGGCACCGAGTCGGTGC(序列3)，基因编码对应的靶序列为GCGCGTCGCAGGTGTACACG(序列4)。

将重组质粒pGL3-U6-sgRNA-Zm5008转入农杆菌AG1中，得到重组菌AG1/pGL3-U6-sgRNA-Zm5008。

再用重组菌AG1/pGL3-U6-sgRNA-Zm5008侵染野生型玉米W22，得到T0代基因编辑转Zm5008玉米。

2、鉴定

1)PCR扩增测序

在基因编辑位点附近设计引物，序列如下：5008-F'(GCTGTGGAAGCCGATGATAGA)和5008-R'(ACAAGCTACCCAGCGAAATGA)。选用诺唯赞PCR mix高保真酶检测靶基因编辑情况。

提取T0代基因编辑转Zm5008玉米叶片的基因组DNA作为模板，用5008-F'和5008-R'进行PCR扩增，得到扩增产物。

上述PCR反应体系如表3：

表3

PCR反应条件：95℃3min，95℃15sec，60℃20sec，72℃60sec，72℃10min，30cycles。

PCR产物经过测序后，分析编辑效果，结果如图6所示：在编辑位点(红色标识)有单碱基T的插入纯合突变体。

2)RT-PCR检测基因表达量

提取T0代基因编辑转Zm5008玉米叶片的RNA，反转录得到cDNA作为模板，用5008-F'和5008-R'进行RT-qPCR。内参选择玉米actin(GRMZM2G126010)。RT-qPCR检测时，每个样品进行三次技术性重复，采用2^-ΔCt方法计算基因的相对表达量。以野生型玉米W22为对照。

结果如图9所示，可以看出，与对照(野生型玉米W22)相比，T0代基因编辑转Zm5008玉米(突变体)中Zm5008的表达量降低，也证明了基因编辑成功，得到抑制Zm5008的表达的基因编辑转Zm5008玉米。

3、表型检测

在田间种植T0代基因编辑转Zm5008玉米(Zm5008-cas)和野生型玉米W22(对照)，待授粉后植株不再长高后对株高性状进行测量。

结果如图7所示，可以看出，与野生型玉米相比，T0代基因编辑转Zm5008玉米株高降低。

SEQUENCE LISTING

<110> 中国农业科学院生物技术研究所

<120> Zm5008基因在调控玉米株高和节间距中的应用

<160> 4

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 1497

<212> DNA

<213> Artificial sequence

<400> 1

atggccatcc accacccgca cctcctcgac ttctcgccgc ctccgaacac ggtggccatg 60

gaggaggcgc cgcccccacc ccacttcgac cacggcctcc tcgggctcca tgtcgatggc 120

atgcctcatc gcgtcctcgc cgacgacgcg ccggtggcgg catgggcgcc gcaggccgtg 180

gtctcccact ccctgtacgg atacgataac acagcagcgg gggcgtcgtc gctgtttggc 240

caccatgagg catcagaggc ccagttctcc gtgcttccgc cggcagcgtc gtcgtttgca 300

ctactaccta accaccacca ccagcagcag ctgccgacga cgacggcggc gtcgagcatg 360

cagcagccgt tccagctgag gagctccaag tacctgggtc ctgcgcagga gctgctcgcc 420

gagttctgca gcctggaagg ggacctgctg cacgccacga acaagcaggg agcttccgga 480

gcagcagcag gtaacagcag gtgggacgac gtggagacgt cgtcgtcttc ttctgctggc 540

ctctgggggc acctgtccct gagctccatg gatctcctgg agctcgagag gaggaaggcc 600

aggctcttgt ccatggttga agaggtggac cggcggtacc ggcgataccg cgagcagatg 660

aggtcagtgg aggtgtcgtt cgaggcggtg gccggagccg gcgcgtcgca ggtgtacacg 720

cggctggcgc tgcgggccat gtcgcggcac ttccggtgcc tgcgggatgc gctggtggcg 780

caggtgcgcg ctctgcggaa ggccatgggg gagagggacg gcggcccagc tggtgcggcg 840

gcgggcgcca ccaagggcga cacgcccagg ctcaaggtgt tggaccagtg cctgcggcag 900

cagcgggcgt tccagcaccc gggcaccatc gacaactacc cgtggcggcc ccagcgcggc 960

ctgccggagc gcgccgtcgc cgtcctccga gcctggctct tcgaacactt cctccacccg 1020

tatccgaacg atgtggacaa gcacattcta gcgcgccaga caggactgtc aagaagccag 1080

gtttccaatt ggttcatcaa cgccagggtg aggctgtgga agccgatgat agaggagatg 1140

tacacggaag aagtgaaccc gaaaccggcc gacgacacaa gccaaaaccc tagcgccggt 1200

ggcggcgtcg gcgtcggcgt cgccatcaaa cctgagcagc aggtgagcac agctgcggcg 1260

ggagccacca tcggaggcgg cggcggcgac catctgttcg gtcctagtta tcccagcatg 1320

tacgggagcc acggcggcgc cgtgtcgctt accctagggc tccagcagca gccgtttgcg 1380

tcgacgatga tgcaccagcg acgaccactg atgacgtttc aaggtgacga gcaagagccg 1440

gcgctgccgt acagagacct tatgggctct cagttgctgc atcatttcgc tgggtag 1497

<210> 2

<211> 498

<212> PRT

<213> Artificial sequence

<400> 2

Met Ala Ile His His Pro His Leu Leu Asp Phe Ser Pro Pro Pro Asn

1 5 10 15

Thr Val Ala Met Glu Glu Ala Pro Pro Pro Pro His Phe Asp His Gly

20 25 30

Leu Leu Gly Leu His Val Asp Gly Met Pro His Arg Val Leu Ala Asp

35 40 45

Asp Ala Pro Val Ala Ala Trp Ala Pro Gln Ala Val Val Ser His Ser

50 55 60

Leu Tyr Gly Tyr Asp Asn Thr Ala Ala Gly Ala Ser Ser Leu Phe Gly

65 70 75 80

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

85 90 95

Ser Ser Phe Ala Leu Leu Pro Asn His His His Gln Gln Gln Leu Pro

100 105 110

Thr Thr Thr Ala Ala Ser Ser Met Gln Gln Pro Phe Gln Leu Arg Ser

115 120 125

Ser Lys Tyr Leu Gly Pro Ala Gln Glu Leu Leu Ala Glu Phe Cys Ser

130 135 140

Leu Glu Gly Asp Leu Leu His Ala Thr Asn Lys Gln Gly Ala Ser Gly

145 150 155 160

Ala Ala Ala Gly Asn Ser Arg Trp Asp Asp Val Glu Thr Ser Ser Ser

165 170 175

Ser Ser Ala Gly Leu Trp Gly His Leu Ser Leu Ser Ser Met Asp Leu

180 185 190

Leu Glu Leu Glu Arg Arg Lys Ala Arg Leu Leu Ser Met Val Glu Glu

195 200 205

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

210 215 220

Val Ser Phe Glu Ala Val Ala Gly Ala Gly Ala Ser Gln Val Tyr Thr

225 230 235 240

Arg Leu Ala Leu Arg Ala Met Ser Arg His Phe Arg Cys Leu Arg Asp

245 250 255

Ala Leu Val Ala Gln Val Arg Ala Leu Arg Lys Ala Met Gly Glu Arg

260 265 270

Asp Gly Gly Pro Ala Gly Ala Ala Ala Gly Ala Thr Lys Gly Asp Thr

275 280 285

Pro Arg Leu Lys Val Leu Asp Gln Cys Leu Arg Gln Gln Arg Ala Phe

290 295 300

Gln His Pro Gly Thr Ile Asp Asn Tyr Pro Trp Arg Pro Gln Arg Gly

305 310 315 320

Leu Pro Glu Arg Ala Val Ala Val Leu Arg Ala Trp Leu Phe Glu His

325 330 335

Phe Leu His Pro Tyr Pro Asn Asp Val Asp Lys His Ile Leu Ala Arg

340 345 350

Gln Thr Gly Leu Ser Arg Ser Gln Val Ser Asn Trp Phe Ile Asn Ala

355 360 365

Arg Val Arg Leu Trp Lys Pro Met Ile Glu Glu Met Tyr Thr Glu Glu

370 375 380

Val Asn Pro Lys Pro Ala Asp Asp Thr Ser Gln Asn Pro Ser Ala Gly

385 390 395 400

Gly Gly Val Gly Val Gly Val Ala Ile Lys Pro Glu Gln Gln Val Ser

405 410 415

Thr Ala Ala Ala Gly Ala Thr Ile Gly Gly Gly Gly Gly Asp His Leu

420 425 430

Phe Gly Pro Ser Tyr Pro Ser Met Tyr Gly Ser His Gly Gly Ala Val

435 440 445

Ser Leu Thr Leu Gly Leu Gln Gln Gln Pro Phe Ala Ser Thr Met Met

450 455 460

His Gln Arg Arg Pro Leu Met Thr Phe Gln Gly Asp Glu Gln Glu Pro

465 470 475 480

Ala Leu Pro Tyr Arg Asp Leu Met Gly Ser Gln Leu Leu His His Phe

485 490 495

Ala Gly

<210> 3

<211> 76

<212> DNA

<213> Artificial sequence

<400> 3

gttttagagc tagaaatagc aagttaaaat aaggctagtc cgttatcaac ttgaaaaagt 60

ggcaccgagt cggtgc 76

<210> 4

<211> 20

<212> DNA

<213> Artificial sequence

<400> 4

gcgcgtcgca ggtgtacacg 20

Claims

1.如下1)-3)中任一种物质在调控植物株高和/或调控植物节间距中的应用：

1)蛋白ZM5008；

2)编码蛋白ZM5008的DNA分子；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述DNA分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子：

1)编码区为序列表中序列1所示的DNA分子；

3.抑制ZM5008蛋白活性的物质或抑制ZM5008蛋白编码基因表达的物质在如下a)-e)中任一中的应用；

a)降低植物株高；

b)培育低株高植物；

c)培育低杆植物；

d)降低植物节间距；

e)培育短节间距植物；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

4.抑制ZM5008蛋白活性或抑制ZM5008蛋白编码基因表达在如下a)-e)中任一中的应用；

a)降低植物株高；

b)培育低株高植物；

c)培育低杆植物；

d)降低植物节间距；

e)培育短节间距植物；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

5.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于：

所述抑制ZM5008蛋白活性的物质或抑制ZM5008蛋白编码基因表达的物质为如下a或b：

a)sgRNA，所述sgRNA为由序列3编码的RNA；

b)表达a)所述sgRNA的载体或重组菌或重组病毒。

6.根据权利要求1-5中任一所述的应用，其特征在于：所述植物为双子叶植物或单子叶植物。

7.一种培育株高降低转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中编码蛋白ZM5008的DNA分子的表达量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的株高低于所述出发植物；

或，一种培育株高降低转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中蛋白ZM5008的含量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的株高低于所述出发植物；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

8.一种培育节间距缩短转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中编码蛋白ZM5008的DNA分子的表达量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的节间距小于所述出发植物；

或，一种培育节间距缩短转基因植物的方法，包括如下步骤：降低出发植物中蛋白ZM5008的含量和/或活性，得到转基因植物，所述转基因植物的节间距小于所述出发植物；

所述蛋白ZM5008为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：

所述降低出发植物中编码蛋白ZM5008的DNA分子的表达量和/或活性，或，所述降低出发植物中蛋白ZM5008的含量和/或活性为将表达cas9和序列3编码的sgRNA导入出发植物中。

10.根据权利要求7-9中任一所述的方法，其特征在于：

所述植物为双子叶植物或单子叶植物。