[发明专利]控制植物株型、产量等性状的新基因NAL8及其应用

权利要求书

1.一种调节植物株型性状或产量性状的方法，其特征在于，包括：调节植物中NAL8的表达或活性，从而调节植物株型性状或产量性状；所述NAL8的多肽是SEQ ID NO: 3所示氨基酸序列的多肽；所述植物为禾本科植物；

其中，(a)上调NAL8的表达或活性，从而使植株的株型性状或产量性状表现为：株高增加，每穗种子数增加或种子粒重增加，所述上调为：将NAL8的编码基因或含有该编码基因的表达构建物或载体转入植物中，或在发生NAL8第228位突变的植物中将突变体回复为NAL8野生型；或

(b)下调NAL8的表达或活性，从而使植株的株型性状或产量性状表现为：株高降低，叶宽降低，叶长增加或产量降低，所述下调为：在植物中敲除或沉默NAL8的编码基因或抑制NAL8的活性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(b)中，以特异性干扰NAL8的编码基因表达的干扰分子来沉默NAL8，以CRISPR系统进行基因编辑从而敲除NAL8的编码基因，以同源重组的方法敲除NAL8编码基因。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(a)中，所述上调NAL8的表达或活性为在低表达NAL8的植物中进行上调，从而使植株的株型性状或产量性状表现为：株高增加，每穗种子数增加或种子粒重增加。

4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述产量降低为每穗种子数减少，种子粒重减少，种子粒宽减少或结籽数降低。

5.一种调节植物细胞器发育的方法，其特征在于，包括：(i)上调低表达NAL8的植物中NAL8的表达或活性，从而使植株的线粒体、叶绿体稳定、发育正常，所述上调为：将NAL8的编码基因或含有该编码基因的表达构建物或载体转入植物中，或在发生NAL8第228位突变的植物中将突变体回复为NAL8野生型；或

(ii)下调植物NAL8的表达或活性，从而使植株的叶绿体或线粒体不稳定，所述下调为：在植物中敲除或沉默NAL8的编码基因或抑制NAL8的活性；

所述NAL8的多肽是SEQ ID NO: 3所示氨基酸序列的多肽；所述植物为禾本科植物。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，(ii)中，以特异性干扰NAL8的编码基因表达的干扰分子来沉默NAL8，以CRISPR系统进行基因编辑从而敲除NAL8的编码基因，以同源重组的方法敲除NAL8编码基因。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，(i)中，植株的线粒体、叶绿体稳定、发育正常时，植株的细胞器表现为：叶绿体垛叠结构，维持叶绿体数量，维持叶绿体内类囊体连续分布或维持光合产物及脂质产物量。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，(ii)中，植株的叶绿体或线粒体不稳定时，植株的细胞器表现为：叶绿体垛叠结构变薄，叶绿体垛叠数量减少，叶绿体垛叠结构不连续，叶绿体形状不规则，叶绿体内类囊体不连续分布，光合产物和脂类产物量减少。

9. 一种调节植物细胞周期的方法，其特征在于，包括：

(A) 上调低表达NAL8的植物中NAL8的表达或活性，维持细胞周期的稳定性，所述上调为：将NAL8的编码基因或含有该编码基因的表达构建物或载体转入植物中，或在发生NAL8第228位突变的植物中将突变体回复为NAL8野生型；或

(B) 下调NAL8的表达或活性，从而调节细胞周期，增加处于G₁期的细胞，减少处于分裂期、S期的细胞，或下调细胞周期相关基因表达，所述下调NAL8的表达或活性为在植物中敲除或沉默NAL8的编码基因或抑制NAL8的活性；所述细胞周期相关基因选自CyCD4、CDKA1、CycA2;1、CycA2;2、CycA2;3、CycB2;1、CycB2;2、CDC20或CyCD4;1；

所述NAL8的多肽是SEQ ID NO: 3所示氨基酸序列的多肽；所述植物为禾本科植物。