培育分蘖数增加的转基因禾本科植物的方法及其相关生物材料

摘要

本发明公开了一种培育分蘖数增加的转基因禾本科植物的方法及其相关生物材料。该方法包括向受体禾本科植物中导入名称为PGH3‑IPT的DNA分子，得到与所述受体禾本科植物相比，分蘖数增加和/或穗数增加和/或株高降低的转基因禾本科植物。与受体禾本科植物相比，向受体禾本科植物中导入名称为PGH3‑IPT的DNA分子得到的转基因禾本科植物有效分蘖数和株高适度变矮，不会导致植株形态的过度改变而造成畸形。向受体禾本科植物中导入名称为PGH3‑IPT的DNA分子得到的转基因禾本科植物与受体禾本科植物相比，穗粒数和粒重没有显著差异，从而增加单株禾本科植物产量，而植株其他形态、生长发育特征未发生明显变化。

权利要求

1.培育分蘖数增加和穗数增加和株高降低的转基因禾本科植物的方法，所述方法包括向受体禾本科植物中导入名称为PGH3-IPT的DNA分子，得到与所述受体禾本科植物相比，分蘖数增加和/或穗数增加和/或株高降低的转基因禾本科植物；

所述名称为PGH3-IPT的DNA分子由IPT基因和启动所述IPT基因转录的启动子PGH3连接而成；所述IPT基因是编码异戊烯基转移酶IPT的基因；

所述启动子PGH3是核苷酸序列是SEQ ID No.1第7位到1896位的DNA分子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述异戊烯基转移酶IPT是氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述名称为PGH3-IPT的DNA分子的核苷酸序列是SEQ ID No.1第7位到2619位。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述PGH3-IPT的DNA分子通过含有所述名称为PGH3-IPT的DNA分子的重组表达载体导入所述受体禾本科植物中。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述受体禾本科植物和所述转基因禾本科植物均为水稻。

6.由权利要求1-5中任一所述方法培育的转基因禾本科植物作为杂交亲本在培育分蘖数增加和穗数增加和株高降低的转基因禾本科植物中的应用。

7.与权利要求1-5中任一所述方法相关的生物材料，所述生物材料为D1)或D2)或D3)或D4)：D1)权利要求1-5中任一所述方法中所述的名称为PGH3-IPT的DNA分子；

D2)含有D1)所述DNA分子的表达盒；

D3)含有D1)所述DNA分子的重组载体、或含有D2)所述表达盒的重组载体；

D4)含有D1)所述DNA分子的重组微生物、或含有D2)所述表达盒的重组微生物、或含有D3)所述重组载体的重组微生物。

8.权利要求1所述的名称为PGH3-IPT的DNA分子在培育分蘖数增加和/或株高降低的转基因禾本科植物中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述转基因禾本科植物为转基因水稻。

说明书

培育分蘖数增加的转基因禾本科植物的方法及其相关生物

材料

技术领域

[0001] 本发明涉及生物技术领域中一种培育分蘖数增加的转基因禾本科植物的方法及其相关生物材料。

背景技术

[0002] 水稻产量的提高一直是育种工作者追求的目标，而水稻产量的构成因素包括穗数、穗粒数和粒重，其中穗数特别是有效穗数取决于分蘖数和合理的生物量。在水稻基因中存在多蘖基因，但往往由于分蘖过多，总生物量较少，每个分蘖细弱、矮小，难以形成有效穗。随着分子生物学的发展，利用转基因技术将外源优良基因导入植物是提高作物育种效率的重要途径。同时对外源基因的表达量要有合理的控制，适度表达才能获得我们所需要的性状。

[0003] IPT全称异戊烯基转移酶，是催化细胞分裂素生物合成途径中的关键酶，也是细胞分裂素生物合成最重要的限速酶。Barry等(1984)从根癌农杆菌的质粒中克隆了编码该酶的基因即ipt基因，并通过在大肠杆菌中的表达分析确认了该基因编码的蛋白就是异戊烯基转移酶。

[0004] 利用从农杆菌中分离的ipt基因，人们在植物基因工程研究中开展了大量的工作。研究结果显示，组成型过量表达ipt的转基因植株均表现为细胞分裂素含量增加，叶片衰老延迟，同时植株的生长发育形态也发生了许多不正常的变化，如叶片变小、叶型变圆，顶端优势丧失，不能形成根或形成的根不能伸长等，有的会形成多蘖的小矮株，总生物量减小，不能形成产量。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是使转基因禾本科植物分蘖数适度增加，和/或株高适度变矮，和/或穗粒数和粒重与受体禾本科植物没有显著差异，从而增加单株禾本科植物的种子产量。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明首先提供一种培育有效分蘖数增加和/或有效穗数增加和/或株高适度降低的转基因禾本科植物的方法。

[0007] 本发明所提供的培育有效分蘖数增加和/或有效穗数增加和/或株高适度降低的转基因禾本科植物的方法，所述方法包括向受体禾本科植物中导入名称为PGH3-IPT的DNA分子，得到与所述受体禾本科植物相比，有效分蘖数增加和/或有效穗数增加和/或株高适度降低的转基因禾本科植物；

[0008] 所述名称为PGH3-IPT的DNA分子由IPT基因和启动所述IPT基因转录的启动子PGH3连接而成；所述IPT基因是编码异戊烯基转移酶IPT的基因；

[0009] 所述启动子PGH3是如下a)、b)或c)的DNA分子：

[0010] a)核苷酸序列是SEQ ID No.1第7位到1896位；

[0011] b)与a)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上一致性，且具有启动子功能的DNA分子；

[0012] c)在高严谨条件下与a)或b)限定的核苷酸序列杂交，且具有启动子功能的DNA分子。

[0013] 其中，SEQ ID No.1由2625个核苷酸组成，第7位到1896位为启动子PGH3的核苷酸序列，第1897-2619位为异戊烯基转移酶(IPT)的编码基因。

[0014] 上述方法中，所述分蘖数具体可为有效分蘖数。

[0015] 本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对启动子PGH3的核苷酸序列进行突变。具有与启动子PGH3的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要具有相同的启动子功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。

[0016] 这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“75％以上的同一性”包括与启动子PGH3的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高，或97％或更高，或99％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。

[0017] 上述方法中，所述高严谨条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min。

[0018] 上述异戊烯基转移酶IPT是如下A1)或A2)的蛋白质：

[0019] A1)氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质；

[0020] A2)将SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质。

[0021] 其中，SEQ ID No.2由240个氨基酸残基组成。

[0022] 所述名称为PGH3-IPT的DNA分子的核苷酸序列是SEQ ID No.1第7到2619位。

[0023] 上述PGH3-IPT的DNA分子通过含有所述名称为PGH3-IPT的DNA分子的重组表达载体导入所述受体禾本科植物中。

[0024] 上述方法中，含有所述名称为PGH3-IPT的DNA分子的重组表达载体具体可为用序列表中序列1的第7-2619位所示的DNA分子替换pCambia-1301-PMI-nos的HindIII和KpnI酶识别位点间的片段得到的重组表达载体，命名为pCambi a-1301-PMI-nos-PGH3-IPT。

[0025] 所述重组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。所述重组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，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂碱合成酶基因Nos)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3’端转录的非翻译区均具有类似功能。所述重组表达载体还可含有增强子，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，可对所用植物表达载体进行加工，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(GUS基因、萤光素酶基因等)、抗生素的标记基因(如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptII基因，赋予对除草剂膦丝菌素抗性的bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因，和赋予对氨甲喋呤抗性的dhfr基因，赋予对草甘磷抗性的EPSPS基因)或是抗化学试剂标记基因等(如抗除草剂基因)、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。

[0026] 上述受体禾本科植物和所述转基因禾本科植物可均为水稻(如水稻品种明恢86)。

[0027] 上述方法培育的转基因禾本科植物作为杂交亲本在培育分蘖数增加和/或株高适度降低的转基因禾本科植物中的应用。

[0028] 与上述方法相关的生物材料也属于本发明的保护范围；

[0029] 上述生物材料为D1)或D2)或D3)或D4)或D5)：

[0030] D1)上述方法中名称为PGH3-IPT的DNA分子；

[0031] D2)含有D1)所述DNA分子的表达盒；

[0032] D3)含有D1)所述DNA分子的重组载体、或含有D2)所述表达盒的重组载体；

[0033] D4)含有D1)所述DNA分子的重组微生物、或含有D2)所述表达盒的重组微生物、或含有D3)所述重组载体的重组微生物；

[0034] D5)含有D1)所述DNA分子的转基因植物细胞系、或含有D2)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有D3)所述重组载体的转基因植物细胞系。

[0035] 上述生物材料中，D4)所述的重组微生物具体可为酵母，细菌，藻和真菌。D5)所述的转基因细胞系不包括植物的繁殖材料。

[0036] 上述的名称为PGH3-IPT的DNA分子在培育有效分蘖数增加和/或有效穗数增加和/或株高降低的转基因禾本科植物中的应用也属于本发明的保护范围。

[0037] 上述转基因禾本科植物可为转基因水稻(如转基因明恢86)。

[0038] 实验证明，向受体禾本科植物中导入名称为PGH3-IPT的DNA分子得到的转基因禾本科植物明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT与明恢86(受体禾本科植物)相比，有效分蘖数(即有效穗数)增加39.6％、株高降低33.9％。说明与受体禾本科植物相比，向受体禾本科植物中导入名称为PGH3-IPT的DNA分子得到的转基因禾本科植物有效分蘖数(即有效穗数)增加，株高适度变矮，不会导致植株形态的过度改变而造成畸形。向受体禾本科植物中导入名称为PGH3-IPT的DNA分子得到的转基因禾本科植物与受体禾本科植物相比，穗粒数和粒重没有显著差异，从而增加单株禾本科植物产量，而植株其他形态、生长发育特征未发生明显变化。

附图说明

[0039] 图1为pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT表达载体示意图。

[0040] 图2为各株系植株IPT基因的PCR检测结果电泳图，M为MarkerIII，1-13为T0代转pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT水稻植株，14为明恢86，15为pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT质粒，图中箭头所示为目的片段。

[0041] 图3为T0代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株和T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株表型图；(A)中左图为明恢植株，(A)中右图为T0代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株，(B)中左图为明恢86，(B)中右图为T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株。

[0042] 图4为T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT株系和明恢86有效分蘖数的统计分析；MH86为明恢86有效分蘖数的统计结果，1-13为13个T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT株系有效分蘖数的统计结果。

具体实施方式

[0043] 下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。下述实施例中的实验方法，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。

[0044] 下述实施例中的明恢86(三个基于水稻明恢86的SSR电子遗传图谱的构建，分子植物育种，2008，6(4)：655-663)公众可以从中国农业大学获得，以重复本申请实验。

[0045] 下述实施例中的根癌农杆菌EHA105(影响根癌农杆菌EHA105感受态细胞转化效率因素的研究，热带生物学报，2012，3(1)：22-27)公众可以从中国农业大学获得，以重复本申请实验。

[0046] 下述实施例中的pCambia-1301-UbiN(黄连对羟基苯基丙酮酸双加氧酶基因的植物表达载体构建，生物技术，2011，21(1)：10-13)公众可以从中国农业大学获得，以重复本申请实验。

[0047] 实施例1、培育有效分蘖数增加和株高降低的转基因水稻

[0048] 1.1pCambia-1301-PMI-nos载体的构建

[0049] 人工合成SEQ ID No.3所示的两端都带有XhoI酶识别位点的PMI基因CDs序列。

[0050] 将pCambia-1301-UbiN载体上两个XhoI酶识别位点间的hpt基因序列替换成SEQ ID No.3的第11-1186位(5′端XhoI酶识别位点后的第一位和3′端XhoI酶识别位点前的第一位)的PMI基因序列，保持其它序列不变，得到的重组表达载体命名为pCambia-1301-PMI，然后用EcoRI和KpnI内切酶将nos终止子从pCambia-1301-UbiN载体上切下来连接到pCambia-1301-PMI载体的EcoRI和KpnI位点间，保持pCambia-1301-PMI载体上的其它序列不变，得到的重组表达载体命名为pCambia-1301-PMI-nos。

[0051] 1.2含有名称为PGH3-IPT的DNA分子的重组表达载体pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT的构建

[0052] 人工合成SEQ ID No.1所示的名称为PGH3-IPT的DNA分子。SEQ ID No.1中，第7-1896位是启动子PGH3；SEQ ID No.1的第1897-2619位是异戊烯基转移酶(IPT)的编码基因，编码氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的IPT。

[0053] 具体步骤如下：

[0054] 1)线性化质粒的制备：用HindIII和KpnI酶切pCambia-1301-PMI-nos载体质粒，1％琼脂糖凝胶电泳，琼脂糖凝胶DNA纯化回收试剂盒回收线性化pCambia-1301-PMI-nos载体构架。

[0055] 2)将SEQ ID No.1所示的名称为PGH3-IPT的DNA分子与克隆载体pMD18-T载体连接、转化到Top10感受态细胞中并测序，选取测序正确的阳性单克隆并提取pMD-18T-PGH3-IPT质粒。用限制性内切酶HindIII和KpnI双酶切pMD-18T-PGH3-IPT，获得两侧带酶切位点的PGH3-IPT的DNA分子片段。用限制性内切酶HindIII和KpnI双酶切pCambia-1301-PMI-nos，得到线性化质粒DNA。将两侧带酶切位点的PGH3-IPT的DNA分子片段与线性化质粒DNA进行连接反应，将连接产物热激转化到大肠杆菌Top10菌株感受态细胞中，37℃培养8h后挑取单克隆，通过菌落PCR筛选阳性克隆，并进一步测序验证。测序结果表明，用序列表中序列1的第7-2619位所示的DNA分子替换pCambia-1301-PMI-nos的HindIII和KpnI酶识别位点间的片段得到的重组表达载体命名为pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT。pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT的结构如图1所示，pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT中含有异戊烯基转移酶IPT基因表达盒，该表达盒由IPT基因和启动IPT基因转录的启动子PGH3和Nos终止子连接而成，pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT中还具有1个受35S启动子控制的PMI基因表达盒，可为后续工作中利用甘露糖筛选转化再生植株提供抗性标记。该表达载体以PMI作为筛选标记，提高了转基因植株的生物安全性。

[0056] 将pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT转入根癌农杆菌EHA105得到EHA105/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT。

[0057] 1.3含有名称为PGH3-IPT的DNA分子的明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT的获得

[0058] 1.3.1明恢86CC培养基配方：

[0059] 基本培养基：CC基本培养基大量元素，CC基本培养基微量元素，CC基本培养基有机成分，CC基本培养基铁盐，100mg/L肌醇，300mg/L水解酪蛋白，2.878g/L脯氨酸，500mg/L谷氨酰胺，36.43g/L甘露醇，20g/L麦芽糖，3g/L植物凝胶，其余为水。其中，CC基本培养基见如下文献：Cailus formation from cell culture protoplasts of corn(Zea maysL.).Theor Appl Genet，1997，54：209-214。

[0060] 诱导培养基：基本培养基+2mg/L2，4-D，其余为水，pH为5.8-5.9。

[0061] 继代培养基同诱导培养基。

[0062] 共培养培养基：基本培养基+2mg/L2，4-D+20mg/L乙酰丁香酮(AS)+10g/L葡萄糖，其余为水，pH为5.2。

[0063] 恢复培养基：基本培养基+2mg/L2，4-D+200mg/L特美汀+200mg/L头孢霉素，其余为水，pH为5.8-5.9。

[0064] 甘露糖筛选培养基：基本培养基(不含麦芽糖)+2mg/L2，4-D+5g/L蔗糖+25g/L甘露糖+200mg/L特美汀+200mg/L头孢霉素，其余为水，pH为5.8-5.9。

[0065] 潮霉素筛选培养基：基本培养基+2mg/L2，4-D+200mg/L特美汀+200mg/L头孢霉素+30mg/L潮霉素，其余为水，pH为5.8-5.9。

[0066] 预分化培养基：基本培养基+2mg/L NAA+1mg/L6-BA+5mg/L ABA，其余为水，pH为5.8-5.9。

[0067] 分化培养基：基本培养基+1mg/L NAA+2mg/L6-BA+1mg/L KT，其余为水，pH为5.8-5.9。

[0068] 生根培养基：1/2MS大量元素，1/2MS微量元素，MS有机成分，铁盐，100mg/L肌醇，30g/L蔗糖，3g/L植物凝胶，其余为水，pH为5.8-5.9。

[0069] AAM培养液：AA基本培养基大量元素+AA基本培养基微量元素+AA基本培养基有机成分+AA基本培养基铁盐+500mg/L水解酪蛋白+68.5g/L蔗糖+176.7mg/L L-精氨酸+900mg/L L-谷氨酸+300mg/L L-天冬氨酸，+加20mg/L乙酰丁香酮(AS)+36g/L葡萄糖，其余为水，pH为5.2。

[0070] 1.3.2成熟胚愈伤组织的获得

[0071] 将明恢86的成熟种子去掉颖壳，用70％酒精灭菌1-2分钟，再用20％的次氯酸钠灭菌30分钟左右，其间不断摇动，用无菌水冲洗两次；把种子转移到无菌的滤纸上晾干，接种到诱导培养基上，暗培养7-10天后，当盾片变大，胚乳变软时，去掉胚和芽，把剥下的种子胚愈伤组织转移到新的继代培养基上恢复两到三天后作为受体。

[0072] 1.3.3含有名称为PGH3-IPT的DNA分子的EHAi05/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT转化明恢86

[0073] (1)把EHA105/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT保存菌液从-80℃取出，进行第一次小摇：取一定量(5-10μl)菌液到5ml YEB(含有10mg/L利福平、50mg/L卡那霉素)，28℃250rpm震荡培养，直到OD600为0.5-0.6，得到小摇菌液。第二次大摇：取一定量(50μl)小摇菌液到50ml YEB(含有10mg/L利福平、50mg/L卡那霉素)，28℃250rpm震荡培养，直到OD600为
0.8-1.0，得到大摇菌液。

[0074] (2)将大摇菌液放在50ml离心管中，4℃6000rpm离心10min，倒掉上清液。用AAM培养液(含有20mg/L乙酰丁香酮)洗一次(先用1-2ml AAM培养液吹打起菌块，再加入30ml AAM培养液混匀)，4℃6000rpm离心10min，倒掉上清液。

[0075] (3)稀释菌液：用50ml AAM培养液稀释菌液，然后倒入已放好愈伤组织的培养皿中，侵染20min，其间不断摇动。然后倒掉菌液，用灭菌的滤纸将愈伤上的菌液吸干，用镊子把愈伤组织转移到共培养培养基，25℃静置暗培养3天。

[0076] (4)把共培养基上的愈伤组织放入100ml的灭菌三角瓶中，用无菌水(含200mg/L特美汀和200mg/L头孢霉素)清洗5-6次，直到水不再浑浊。

[0077] (5)把水倒掉，将愈伤组织转移到放有灭菌滤纸的培养皿中超净台中吹干2-3小时。

[0078] (6)把晾干的愈伤组织转移到恢复培养基中28℃静置暗培养3天。

[0079] (7)愈伤组织转移到农杆菌筛选培养基中共进行三轮筛选培养，每轮15天左右。

[0080] (8)把筛选出的抗性愈伤组织进行预分化、分化和生根培养。

[0081] (9)苗长到一定程度后炼苗一段时间，移栽到土壤中，得到T0代转pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT水稻。

[0082] 1.3.4含有名称为PGH3-IPT的DNA分子的明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT的检测

[0083] 取步骤1.3.3的T0代转pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT水稻植株叶片提取基因组DNA，将基因组DNA作为模板，利用IPT基因特异的引物对(IPT-p1：GTCCAATGCTGTCCTCAACT，IPT-p2：ACCTTCGAATCCGTCGAAAG)进行PCR扩增，以重组表达质粒pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT为阳性对照，明恢86的基因组DNA为阴性对照，预期扩增产物片段为600bp。

[0084] PCR反应程序如下：

[0085] 先95℃5min；95℃30s，58℃30s，72℃1min，共35个循环，最后72℃10min；4℃保存。

[0086] PCR扩增产物进行2％琼脂糖凝胶电泳检测，紫外拍照，记录结果见图2。

[0087] 结果表明T0代转pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT水稻中，有13株PCR阳性植株(即PCR产物有600bp片段)。将该PCR阳性植株命名为明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT。

[0088] 1.4明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT表型分析

[0089] 有效分蘖是指最后能形成有效穗并结实的分蘖。本申请中有效分蘖数即为有效穗数。

[0090] T0代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株与明恢86相比，株高适度变矮且分蘖数显著增加(见图3中(A))。T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株与T0代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株表型相似(见图3中(B))，说明该外源基因已经遗传给后代。表型观察还发现转基因植株没有出现畸形和死亡，证明PGH3驱动下的IPT表达适度，未影响转基因植株的正常生长发育。

[0091] 为了更加直观的比较明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株和明恢86有效分蘖数和株高的差异，对T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株和和明恢86进行了统计，13个明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT株系每个株系选取15株进行分析，明恢86选取15株进行分析。结果表明T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT株系的有效分蘖数为8.1±0.9(个/株)，明恢86的有效分蘖数为5.8±0.5(个/株)；T1代明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT株系的株高为76.1±2.9(cm)，明恢86的株高为115.0±1.2(cm)(表1)。t检验结果显示，明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株和明恢86之间的有效分蘖数、株高均具有显著差异。明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT(转基因禾本科植物)与明恢86(受体禾本科植物)相比，有效分蘖数增加39.6％、株高降低33.9％。
称量统计明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株和明恢86穗粒数和粒重，t检验结果显示明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株与明恢86的穗粒数和粒重没有显著差异。说明明恢86/pCambia-1301-PMI-nos-PGH3-IPT植株单株产量高于明恢86。

[0092] 本实施例表明与受体禾本科植物相比，向受体禾本科植物中导入名称为PGH3-IPT的DNA分子得到的转基因禾本科植物有效分蘖数增加，株高适度变矮，不会导致植株形态的过度改变而造成畸形。向受体禾本科植物中导入名称为PGH3-IPT的DNA分子得到的转基因禾本科植物与受体禾本科植物相比，穗粒数和粒重没有显著差异，从而增加单株禾本科植物产量，而植株其他形态、生长发育特征未发生明显变化。

[0093] 表1、各个株系的有效分蘖数和株高

[0094]