CN102766201B

CN102766201B - 来源于拟南芥的gata2蛋白在调节水稻发育中的应用

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Publication number: CN102766201B
Application number: CN201210210706.1A
Authority: CN
Inventors: 林文慧; 王志勇; 黄慧雅; 罗小敏; 胡雨微
Original assignee: Institute of Botany of CAS
Current assignee: Institute of Botany of CAS
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: CN102766201A

Abstract

本发明公开了一种来源于拟南芥的GATA2蛋白在调节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在调节单子叶植物生长发育中的应用。实验证明，由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质能够调节单子叶植物的成株株高和/或杨花时间和/或分蘖数量；AtGATA2过表达的转基因水稻植株与对照未转基因植株相比，生长健旺、植株高大、分蘖增多、杨花提前。

Description

来源于拟南芥的GATA2蛋白在调节水稻发育中的应用

技术领域

本发明涉及一种来源于拟南芥的GATA2蛋白在调节植物生长发育中的应用，具体涉及由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质在调节水稻生长发育中的应用。

背景技术

拟南芥是植物遗传学和分子生物学研究的重要模式材料，具有植株小、生命周期短、结子多、生活力强、基因组小、序列信息全、易产生或诱发突变、研究基础好等众多优点。通过对拟南芥基因功能的研究，科学家们寻找到了很多有利于作物增产增收的植物发育调控机制。

光能对于植物生长发育及其重要，它不仅可以提供植物生长必须的能量，而且还是促进植物正常形态建成的信号，研究植物光反应的机制，提高植物的光反应和光能利用效率，是作物增产的重要途径。

油菜素甾醇类物质(Brassinosteroids，BRs)是一类重要的植物激素。已证明BR在植物的种子休眠与萌发、器官分化、维管组织发育、开花和衰老、以及向性建成等生长发育的重要过程中起到重要调控作用。BR与其它信号分子例如光之间存在密切联系，与其他激素存在相互作用及调节。已有研究表明，BR可以诱导一系列细胞内反应，如茎的延长，花粉管的延长，叶片的弯曲和偏上性生长。BR在一定浓度下会抑制根的生长，诱导乙烯的合成，促使质子泵活化，以及调节相关基因表达。BR对我国最重要的农作物水稻具有特异性的作用，BR的浓度与水稻叶夹角直接相关，叶夹角的大小是株型的主要指标之一，减小叶夹角可以增大水稻合理密植的程度，涉及重大农业性状改良，具有高度的科研和生产价值。

近年来在双子叶模式植物拟南芥中对于BR信号转导途径的研究已经取得了突破性的进展。BR广泛调节植物的生长发育以及对外界环境因子变化的反应，在作物上的应用也已引起人们的广泛兴趣。对于BR的合成和活性水平，目前的研究主要集中在少量的突变体上，如拟南芥的det2、cpd和dwarf，它们共同的表型是矮小、卷叶、叶深绿、育性下降等；还有水稻的d61，brd等，它们的共同表型是矮小、叶夹角减小、育性下降等。对于BR信号的感受和转导，植物中的BR是通过识别细胞表面的受体来进行信号传递的。植物BR信号转导的研究由突变体的分析开始，对BR不敏感的突变体及它们的抑制子的遗传学研究已经鉴定到好几个BR信号传导途径的关键组分，BR的信号转导过程已经清晰。

光对生物的作用不只是提供光合作用的能量，对植物和微生物来说还是一个重要的光形态建成信号。det2，cpd，dwf4等BR合成相关突变体暗中生长时表现出去黄化的特征，可能是由于突变导致暗中诱导了部分光控基因的表达，预示BR信号转导与光反应有着密切的联系，BR和光信号在信号传递过程中可以相互作用。研究表明光信号可以调控BR的合成途径，BR的信号转导参与调节不同光照条件下的向性反应。拟南芥BR合成突变体表现出明显的光生长形态的异常，并且这些表型可以为外源BR恢复。

通过BZR1染色体免疫沉淀结合芯片分析的实验，更多功能基因和信号途径被证明参与了BR信号途径，GATA转录因子家族就是其中之一。GATA是一类重要的转录因子，文献表明它与光调控、生物钟以及氮转运相关。GATA家族成员的转录水平受到不同激素（BR等）其它环境因子（光等）的调控，同时显示出多种生理功能，暗示着GATA家族广泛参与了植物发育和形态建成过程。

GATA转录因子家族在真核生物（真菌、动物和植物）中非常保守，它具有特征性的WGATAR（W=T或A，R=G或A）序列和碱性区，植物中的大部分GATA具有因子CX2CX18CX2C样的DNA结合域，同时也发现某些GATA具有超过18个的锌指环或者拥有两个锌指结构域。拟南芥基因组中存在29个可能的GATA因子编码序列，全部编码具有一个锌指结构的蛋白，可以根据进化关系和结构分析分成四个亚家族。已报道的GATA类因子可以调控拟南芥苗的生长点和花的发育、参与光反应以及影响氮代谢。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种来源于拟南芥的GATA2蛋白的新用途。

本发明所提供的新用途为来源于拟南芥的GATA2蛋白在调节单子叶植物生长发育中的应用。

在本发明的实施例中，所述单子叶植物具体为水稻。所述生长发育体现在成株株高和/或杨花时间和/或分蘖数量上。

本发明的另一个目的是提供一种培育株高变高和/或杨花提前和/或分蘖增加的转基因水稻的方法。

该方法包括如下步骤：将由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因导入目的水稻中，得到转基因水稻；所述转基因水稻与所述目的水稻相比株高变高和/或杨花提前和/或分蘖增加。

所述蛋白质的编码基因（命名为AtGATA2）为如下1）或2）的DNA分子：

1）其编码序列如序列表中序列1所示的DNA分子；

2）序列表中序列3所示的DNA分子。

其中，序列表中序列1由795个核苷酸组成，为AtGATA2基因的编码序列，编码得到序列2所示氨基酸组成的蛋白质，序列2由264个氨基酸组成。序列3由1152个核苷酸组成，第253-1140位为AtGATA2基因的编码区序列，其中的第469-561位为内含子序列，序列3编码也得到序列2所示的氨基酸组成的蛋白质。

上述方法中，所述蛋白质的编码基因可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水稻中。

所述重组表达载体可为本领域已知的多种载体，如市售的载体，包括质粒，粘粒等。所述重组表达载体中启动所述编码基因转录的启动子可为35S启动子，其核苷酸序列如序列表中序列4所示。在本发明的一个实施例中，所述重组表达载体具体为将所述蛋白质的编码基因插入质粒pSN1301的多克隆位点得到的重组表达载体。

所述转基因水稻为表达所述编码基因的转基因水稻。

在本发明的实施例中，所述水稻具体为水稻品种日本晴。

实验证明，由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质能够调节单子叶植物的成株株高和/或杨花时间和/或分蘖数量。AtGATA2过表达的转基因水稻植株与对照未转基因植株相比，生长健旺、植株高大、分蘖增多、杨花提前。

附图说明

图1为GATA2-ox载体转化农杆菌EHA105的PCR鉴定结果。其中，泳道1表示的是DNA条带的大小标记,两条带从上到下分别代表750bp,500bp；泳道2-13分别为12个GATA2-ox载体转化后的重组农杆菌的PCR鉴定结果，泳道4和13表示GATA2-ox载体未能成功转化的农杆菌，其余泳道均为阳性克隆。

图2为转AtGATA2基因的水稻日本晴T₀代株系的表型。其中，A为水稻植株整体；B为水稻植株的稻穗。A和B中，1均为T₀代株系1，2均为未转基因的水稻日本晴对照。

图3为转AtGATA2基因的水稻日本晴T₀代株系AtGATA2基因表达量的RT-PCR检测结果。

图4为转AtGATA2基因的水稻日本晴T₁代株系的表型。其中，A为水稻植株整体；B为水稻植株的稻穗；C为水稻植株的花。A、B和C中，1均为T₁代株系1，2均为未转基因的水稻日本晴对照。

图5为转AtGATA2基因的水稻日本晴T₁代株系AtGATA2基因表达量的RT-PCR检测结果。

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。

下述实施例中所用的培养基：

(1)MS母液：

母液1：20×大量元素(500ml)：取38g的KNO₃；33g的NH₄NO₃，7.4g的MgSO₄·7H₂O，用水定容至500ml。

母液2：20×钙盐(1L)：取8.8g的CaCl₂·2H₂O，用水定容至500ml。

母液3：20×钾盐(1L)：取3.4g的KH₂PO₄，用水定容至1L。

母液4：100×微量元素(1L)：取2230mg的MnSO₄·4H₂O；860mg的ZnSO₄·7H₂O；620mg的H₃BO₃；83mg的KI；25mg的Na₂MoO₄·2H₂O；2.5mg的CuSO₄·5H₂O；2.5mg的CoCl₂·6H₂O，用水定容至1L。

母液5：100×维生素(500ml)：取200mg甘氨酸；40mg盐酸硫胺素；50mg盐酸吡哆素；50mg烟酸；10000mg肌醇，用水定容至500ml。

母液6：200×铁盐(500ml)：取3730mg的Na₂-EDTA；2780mg的FeSO₄·7H₂O，用水定容至500ml。

配制1L MS培养基时分别加入母液1、2、3各50ml，母液410ml，母液5、6各5ml，pH5.8。

(2)AAM-AS液体培养基

10×AA大量元素：KH₂PO₄终浓度为1.7g/L；MgSO₄·7H₂O终浓度为3.7g/L；CaCl₂·2H₂O终浓度为4.4g/L。

100×AA微量元素I：MnSO₄·H₂O终浓度为1.69g/L；ZnSO₄·7H₂O终浓度为0.86g/L；H₃BO₃终浓度为0.62g/L；KI终浓度为0.083g/L。

1000×AA微量元素II：CuSO₄·5H₂O终浓度为0.025g/L；NaMoO4·2H₂O终浓度为0.25g/L；CoCl₂·6H₂O终浓度为0.025g/L。

10×AA氨基酸：谷氨酰胺终浓度为8.77g/L；天冬氨酸终浓度为2.66g/L；精氨酸终浓度为2.88g/L；甘氨酸终浓度为0.75g/L。

200×铁盐(500ml)：取3730mg的Na₂-EDTA；2780mg的FeSO₄·7H₂O，用水定容至500ml。

100×MS维生素：烟酸终浓度为0.05g/L；盐酸硫胺素终浓度为0.1/L；盐酸吡哆醇终浓度为0.05g/L。

配制1L AAM-AS液体培养基加入10×AA大量元素100ml，100×AA微量元素I10ml，1000×AA微量元素II 1ml，10×AA氨基酸100ml，200×铁盐5ml，100×MS维生素10ml；另外再加入终浓度为2.94/L的KCL；终浓度为500mg/L的水解酪蛋白；终浓度为68.5g/L的蔗糖；终浓度为36g/L的葡萄糖；终浓度为0.1g/L的肌醇；调节pH值至5.2，高压灭菌。用时加入AS（乙酰丁香酮）200Μμ/L。

(3)预分化培养基

配制1L预分化培养基加入适量的MS母液（母液1、2、3各50ml，母液410ml，母液5、6各5ml）；外加终浓度为800mg/L的干酪素；终浓度为2mg/L的6-BA；终浓度为0.5mg/L的激动素（KT）；终浓度为1mg/L的NAA；终浓度为30g/L的蔗糖；调节pH值至5.8，高压灭菌。使用前加ABA5mg/L。

(4)分化培养基

配制1L分化培养基加入适量的MS母液（母液1、2、3各50ml，母液410ml，母液5、6各5ml）；外加终浓度为500mg/L的干酪素；终浓度为2mg/L的6-BA；终浓度为0.5mg/L的激动素（KT）；终浓度为0.5mg/L的NAA；终浓度为30g/L的蔗糖；终浓度为15g/L的山梨醇；调节pH值至5.8，高压灭菌。

(5)NBD2(2,4D浓度2mg/L)培养基

N6大量母液1：20×大量元素(1L)：取56.6g的KNO₃；9.26g的(NH₄)₂SO₄；8g的KH₂PO₄，用水定容至1L。

N6大量母液2：40×大量元素(500ml)：取3.32g的CaCl₂·2H₂O，用水定容至500ml。

N6大量母液3：40×大量元素(500ml)：取3.7g的MgSO₄·7H₂O，用水定容至500ml。

B5微量元素I：100×微量元素（1L）：

溶液A：取781mg的MnSO₄·H₂O；200mg的ZnSO₄·7H₂O，溶于400ml无菌水。

溶液B：取300mg的H₃BO₃；75mg的KI，溶于400ml无菌水。

然后缓慢将溶液A和溶液B混合，再用水定容至1L。

B5微量元素II：1000×微量元素（500ml）：取125mg的Na₂MoO₄·2H₂O；12.5mg的CuSO₄·5H₂O；12.5mg的CoCl₂·6H₂O，用水定容至500ml。

B5维生素I：100×维生素（500ml）：取500mg的盐酸硫胺素；50mg的盐酸吡哆醇；50mg的烟酸，用水定容至500ml。

B5维生素II：100×维生素（500ml）：取100mg的甘氨酸，用水定容至500ml。

2,4D：100×2,4D（1L）：取200mg的2,4D，先溶于1ml无水乙醇中，再定容到1L。

配制1L NBD2(2,4D浓度2mg/L)培养基时分别加入N6大量母液150ml，N6大量母液2、3各25ml，B5微量元素I 10ml，B5微量元素II 1ml，B5维生素I、II各10ml、200×铁盐5ml，100×2,4D(1L)10ml，另加入30g的蔗糖；0.1g的肌醇；0.5g的L-脯氨酸；0.5g的L-谷氨酰胺；0.5g的水解酪蛋白，调节pH值至5.8，高压灭菌。(固体培养基加0.7%的琼脂粉)

(6)NBD2-AS培养基

配制1L NBD2-AS培养基时按照NB-2,4D培养基配方加入适量的9个母液（N6大量母液150ml，N6大量母液2、3各25ml，B5微量元素I 10ml，B5微量元素II 1ml，B5维生素I、II各10ml、200×铁盐5ml，2,4D 10ml）；另外再加入1g的水解酪蛋白；0.1g的肌醇；30g的蔗糖；10g的葡萄糖；调节pH值至5.2，高压灭菌(固体培养基加0.2%的琼脂粉)。倒平板时加入AS（乙酰丁香酮）100μΜ/L。

(7)生根壮苗培养基

配制1L生根壮苗培养基加入适量的MS母液（母液1、2、3各50ml，母液410ml，母液5、6各5ml）；外加终浓度为250mg/L的干酪素；终浓度为0.5mg/L的NAA；终浓度为0.5mg/L的IBA；终浓度为50mg/L的潮霉素；终浓度为200mg/L的头孢；终浓度为2g/L的琼脂粉；终浓度为30g/L的蔗糖，调节pH值至5.8，高压灭菌。抗生素临用前再加。

实施例1、AtGATA2转化日本晴得到转基因水稻

一、重组表达载体的构建

1、拟南芥基因组DNA的提取

取新鲜的拟南芥（A.thaliana）Col-0（Columbia-0）（Xi-Ying Fan,Yu Sun,Dong-MeiCao,et al.BZS1,a B-box Protein,Promotes Photomorphogenesis Downstream of BothBrassinosteroid and Light Signaling Pathways.Molecular Plant,2012(3):591-600）野生型的叶片，剪碎，用液氮研磨成粉状，用CTAB法提取Col-0的基因组DNA。

2、PCR扩增得到AtGATA2基因

利用如下引物对：5’-CTCTTCTTCTTATAGATAAAAG-3’（序列3的前22位）和5’-GAAAAGTGAAAACTAAAACGG-3’（序列3的后21位的反向互补序列），以上述步骤1获得的拟南芥基因组DNA为模板，PCR扩增得到大小为1152bp的扩增产物，对其进行测序，测序结果如序列表中序列3所示。其中序列3的第253-1140位为AtGATA2基因的编码区序列，而第469-561位为内含子序列，序列3编码得到序列2所示的氨基酸组成的蛋白质。

3、GATA2-ox过量表达载体的构建

以步骤2获得的AtGATA2基因（序列3）为模板，利用如下引物对通过PCR扩增获得5’端带有BamH I酶切位点，3’端带有Kpn I酶切位点的AtGATA2基因片段。

上游引物：5’-CGGGATCCCTCTTCTTCTTATAGATAAAAG-3’（下划线处为BamHI酶切位点序列，其后的序列为序列3的前22位）

下游引物：5’-GGGGTACCGAAAAGTGAAAACTAAAACGG-3’（下划线处为KpnI酶切位点序列，其后的序列为序列3的后21位的反向互补序列）

然后利用限制性内切酶BamH I和Kpn I双酶切上述PCR产物，连接到经相同酶切的双元载体pSN1301（Xi-Ying Fan,Yu Sun,Dong-Mei Cao,et al.BZS1,a B-boxProtein,Promotes Photomorphogenesis Downstream of Both Brassinosteroid and LightSignaling Pathways.Molecular Plant,2012(3):591-600）上，得到过量表达GATA2的过表达载体GATA2-ox，这个载体可用于培育AtGATA2基因过表达转基因植株。

二、AtGATA2转化日本晴得到转基因水稻

1、幼胚愈伤组织的诱导

水稻品种日本晴（Oryza sativa）（Sheng-Wei Zhang,Chen-Hui Li,Jia Cao,et al.Altered Architecture and Enhanced Drought Tolerance in Rice via the Down-Regulation ofIndole-3-Acetic Acid by TLD1/OsGH3.13 Activation.Plant Physiology，2009(151):1889-1901）种子去壳后，浸泡在70%的乙醇中1分钟，再加入2%的次氯酸钠溶液振荡消毒60分钟以上，用无菌水冲洗2-3遍，然后用无菌滤纸吸干水分。在无菌条件下用手术刀和镊子解剖幼胚，将幼胚直接转入NBD2（2,4-D浓度为2mg/L）培养基平板中，于28℃暗培养，每2周继代一次。

2、重组表达载体转化根癌农杆菌

取50μL感受态农杆菌EHA105（Lei Wang,Yun-yuan,Jia Li,et al.Transgenic ricepalnts ectopically expressing AtBAK1 are semi-dwarfed and hypersensitive to24-epibrassinolide.JOURNAL OF PLANT PHYSIOLOGY,2007(164):655-664），加入0.1μg质粒（步骤一构建的GATA2-ox），轻轻混匀，冰上放置；2500V，50ms电击转化质粒，然后加入1mL的YEB液体培养基，28°C振荡培养1h复苏；取适量菌液涂布于20ml含卡那霉素的YEB固体培养基上，28°C黑暗下培养2-3天。同时设置转入双元载体pSN1301的空载体对照。待固体培养基上长出单菌落后，挑取单菌落作为PCR的模板，利用一条来自于pSN1301载体序列的引物5’-CTGACGTAAGGGATGACGC-3’和一条来自AtGATA2基因组序列的引物5’-TCCTCCTAATGGATTCGCCG-3’（序列3的第626-645位）进行PCR鉴定。

鉴定结果如图1所示，将经鉴定表明转入GATA2-ox载体（PCR产物大小约为730bp）的农杆菌名为GATA2-ox/EHA105。同时将转入空载体pSN1301的农杆菌命名为pSN1301/EHA105。

3、农杆菌转化愈伤组织

农杆菌菌液5000rpm离心10分钟，在AAM-AS（AS浓度200M/L）液体培养基中重悬沉淀至浓度OD600为0.6-0.8，得到菌悬液。

挑选新鲜的步骤1所得的胚性愈伤组织浸泡在上述所得菌悬液中20分钟，用无菌滤纸吸干后转移至NBD-AS(AS浓度为100μM/L)培养基上（在培养基表面铺一张无菌滤纸），25℃暗培养3天；将共培养后的愈伤组织用含300mg/L头孢霉素的无菌水洗涤4-5遍，无菌滤纸吸干后转至NBD2(2,4D浓度2mg/L)培养基上，筛选一代；两周后，转移至NBD2培养基上筛选二代（2周/代）；取出经过3代筛选生长旺盛的抗性愈伤组织，转移至预分化培养基上，在分化培养箱（12小时光周期，白天28℃，夜晚25℃）中培养7天；然后转移至分化培养基上，在分化培养箱中培养至产生再生苗；再生的植株在生根壮苗培养基上生根壮苗；待小苗长至10厘米左右时，打开容器封口膜，炼苗2-3天，然后将小苗移入人工气候室栽培。

而后摘取叶片，常规方法提取微量总DNA，用如下引物对进行PCR扩增，一条来自pSN1301载体序列的引物：5’-CTGACGTAAGGGATGACGC-3’，一条来自AtGATA2基因组序列的引物：5’-TCCTCCTAATGGATTCGCCG-3’（序列3的第626-645位）。扩增得到大小约为730bp的目的条带的样品所对应的水稻植株为转入AtGATA2基因的阳性植株。对经上述方法鉴定为阳性植株的水稻，摘取叶片，常规方法提取微量总RNA，反转录得到cDNA，用如下引物对进行PCR扩增：5’-TTCCTCCACGACATTTGC-3’（序列1的第193-210位）和5’-AGTGAAGCTGCTGATGCTC-3’（序列1的第412-430位的反向互补序列），再次检测AtGATA2基因是否在阳性苗中表达。扩增得到大小约为238bp的目的条带的样品所对应的水稻植株为转入AtGATA2基因的阳性植株。

经鉴定，最终得到了转入AtGATA2过表达载体GATA2-ox，并过表达AtGATA2的T₀代日本晴株系1，命名为AtGATA2/日本晴－株系1，简称株系1。

实施例2、AtGATA2转基因水稻植株的表型观察及对AtGATA2表达量的检测

1、T₀代植株的表型分析及AtGATA2表达量的检测

将实施例1鉴定为转AtGATA2基因阳性的T₀代的株系1植株在大田中(16小时左右光照,8小时左右黑暗,温度30摄氏度左右)进行培养，大约90天后，对表型观察和分析。表型涉及植株高度、杨花时间、分蘖数量等表型。同时设置未转基因的水稻品种日本晴的对照。

经过仔细观察发现，T₀代株系1与野生型的日本晴植株相比，具有株高增加、分蘖增加、生长健旺、杨花提前的表型，如图2所示。

采用RT-PCR的方法对T₀代株系1中AtGATA2的表达量进行检测。具体操作如下：摘取T₀代株系1的叶片，常规方法各自提取微量总RNA，反转录得到cDNA，用5’-TTCCTCCACGACATTTGC-3’（序列1的第193-210位）和5’-AGTGAAGCTGCTGATGCTC-3’（序列1的第412-430位的反向互补序列）这一引物对进行PCR扩增，具体按照Promega反转录试剂盒（产品目录号是M1701）说明书进行操作。同时设置未转基因的水稻品种日本晴的对照。实验重复三次，结果取平均值。

结果如图3和表1所示，T₀代AtGATA2转基因株系中的AtGATA2的表达量高于未转基因的水稻品种日本晴对照；株系1中AtGATA2基因的表达量最高，是对照日本晴品种的31.64倍。这与表型结果相一致，具有剂量效应。

表1三次重复实验T₀代株系1中AtGATA2的相对表达量的结果

	株系1
		重复1	31.22
重复2	31.65
		重复3	32.05
平均值	31.64

注：将作为对照的未转基因的水稻品种日本晴中AtGATA2的表达量设为1。

2、T₁代植株的表型分析及AtGATA2表达量的检测

将实施例1鉴定为转AtGATA2基因阳性的T₀代株系1收种，晒干，妥善保存。取20个种子加水萌发，长出第三片真叶以后剪取叶片，按照上述步骤1所述方法对T₁代植株进行AtGATA2基因的分子鉴定。结果表明T₁代株系1得到四分之三比例（15株）的阳性苗，这证明这一个株系是单插入的转基因株系。

对鉴定阳性的T₁代株系1，15株在大田中（16小时左右光照,8小时左右黑暗,温度30摄氏度左右）进行培养，大约90天后，对表型观察和分析。表型涉及植株高度、杨花时间、分蘖数量等表型。同时设置未转基因的水稻品种日本晴的对照。

经过详细观察分析发现，T₁代株系1的植株表型明显，生长比野生型日本晴对照要健壮（高度平均增加47%），分蘖增多，杨花提前（平均提前10天）。以上结果见图4。

采用RT-PCR的方法对T₁代株系1中AtGATA2的表达量进行检测。具体操作如下：摘取T1代株系1的叶片，常规方法各自提取微量总RNA，反转录得到cDNA，用5’-TTCCTCCACGACATTTGC-3’（序列1的第193-210位）和5’-AGTGAAGCTGCTGATGCTC-3’（序列1的第412-430位的反向互补序列）这一引物对进行PCR扩增，具体按照Promega反转录试剂盒说明书进行操作。同时设置未转基因的水稻品种日本晴的对照。实验重复三次，结果取平均值。

结果如图5和表2所示，T₁代株系1中AtGATA2基因的表达量是对照日本晴品种的5.63倍。这与表型结果相一致，具有剂量效应。

表2三次重复实验T₁代株系1中AtGATA2的相对表达量的结果

	株系1
		重复1	5.33

重复2	5.82
		重复3	5.74
平均值	5.63

以上结果表明AtGATA2基因在水稻不同代次中均能够稳定表达。从而得出结论，水稻（日本晴品种）中过表达AtGATA2基因可以导致水稻生长健旺，植株高大，杨花提前，分蘖增多，且这些表型因AtGATA2基因在水稻不同代次间的稳定表达而稳定。

Claims

1.由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质在调节单子叶植物生长发育中的应用；

所述单子叶植物为水稻；

所述生长发育体现在成株株高和/或扬花时间和/或分蘖数量上。

2.一种培育株高变高和/或扬花提前和/或分蘖增多的转基因水稻的方法，包括如下步骤：将由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因导入目的水稻中，得到转基因水稻；所述转基因水稻与所述目的水稻相比株高变高和/或扬花提前和/或分蘖增多。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述蛋白质的编码基因为如下1）或2）的DNA分子：

1）其编码序列如序列表中序列1所示的DNA分子；

2）序列表中序列3所示的DNA分子。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于：所述蛋白质的编码基因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水稻。

5.根据权利要求4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35S启动子。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述转基因水稻为表达所述编码基因的转基因水稻。