调控植物细胞伸长的基因及其编码蛋白与应用的利记博彩app

本发明属于生物，具体涉及调控植物细胞伸长的基因及其编码蛋白与应用。

背景技术：

1、禾本科植物对人类生活至关重要，包括稻米、小麦、玉米和竹子等重要物种，竹子在竹亚科中有超过1400种全球物种（li et al., 2013）。竹子被誉为世界上生长最快的植物，每天可以生长高达四英尺，高度超过100英尺。其卓越的物理和机械特性使其非常耐用，而地下的竹鞭可以在两个月内萌发成竹笋并发育为成熟竹秆（chen et al., 2022; cuiet al., 2012; he et al., 2013）。尽管已有广泛的研究，但推动竹子快速生长的分子机制仍不充分理解。作为竹亚科中首个完成基因组测序的种类，毛竹（ phyllostachys  edulis）的基因组数据为未来研究提供了基础资源（peng et al., 2013; zhao et al.,2018）。因此，毛竹是研究竹子快速生长分子基础的理想模型。

2、鉴于竹子在生态、经济和文化上的多重价值，以及其对快速生长机制的独特展现，近年来，科学家们致力于通过基因组学、转录组学及分子生物学手段深入挖掘调控植物细胞伸长，特别是竹子快速生长的关键基因。这些研究不仅旨在揭示竹子生长速度远超其他植物的分子机制，还期望将相关基因应用于农业生产中，以提高作物产量和资源利用效率。鉴于此，深入挖掘和鉴定竹子快速生长相关基因，利用遗传转化技术开展功能基因的研究和利用，不仅对竹子的发育生物学和育种具有重要意义，而且还可以为农作物的种质资源创新、遗传改良提供宝贵的基因资源，在农业生产领域具有广泛的应用前景。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是如何调控植物细胞伸长、调控植物细胞大小、调控植物株高、调控植物叶片大小、培育株高改变的植物和/或培育叶片大小改变的植物。所要解决的技术问题不限于所描述的技术主题，本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解本文未提及的其它技术主题。

2、为解决上述技术问题，本发明首先提供了蛋白质的应用，所述应用可为下述任一种：

3、a1）在调控植物细胞伸长中的应用；

4、a2）在调控植物细胞大小中的应用；

5、a3）在调控植物株高中的应用；

6、a4）在调控植物叶片大小中的应用；

7、a5）在培育株高改变的植物中的应用；

8、a6）在培育叶片大小改变的植物中的应用；

9、a7）在植物株高和/或叶片改良分子育种或植物的与株高和/或叶片相关的种质资源改良中的应用；

10、所述蛋白质名称可为pedwf4，为下述任一种：

11、b1）氨基酸序列是seq id no.1的蛋白质；

12、b2）将seq id no.1所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的置换、缺失和/或添加得到的与b1）所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质；

13、b3）在b1）或b2）的n端和/或c端连接标签得到的具有相同功能的融合蛋白质。

14、上述应用中，所述蛋白质可来源于毛竹（ phyllostachys edulis）。

15、b2）中所述置换可为保守置换。

16、b3）中所述连接可通过肽键（peptide bond）直接连接或通过接头连接。

17、为了使b1）中所述蛋白质pedwf4便于分离、纯化、检测和/或定位，可在由序列表中seq id no.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接标签蛋白。所述标签包括但不限于：gst（谷胱甘肽巯基转移酶）标签蛋白、trx（硫氧还蛋白）标签蛋白、氮利用底物a（nusa）标签蛋白、his标签蛋白（his-tag）、mbp（麦芽糖结合蛋白）标签蛋白、flag标签蛋白、sumo标签蛋白、ha（流感血凝素）标签蛋白、myc标签蛋白、lacz标签蛋白、cbd（纤维素结合域）标签蛋白、噬菌体t7蛋白激酶（t7pk）标签蛋白、gfp（绿色荧光蛋白）、cfp（青色荧光蛋白）、yfp（黄绿色荧光蛋白）、mcherry（单体红色荧光蛋白）或avitag标签蛋白。本领域技术人员已知如何根据期望目的选择合适的标签蛋白。标签的使用不改变目的蛋白的功能，其目的在于分离、纯化、检测或示踪，因此适用于本技术的标签蛋白并不局限于特定种类。标签可以通过本领域已知的化学裂解法或酶法（如引入蛋白酶切位点利用tev蛋白酶切割去除标签）与目的蛋白进行分离。

18、所述应用可通过上调或下调所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性来实现。

19、进一步地，所述应用可包括通过上调所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性（如过表达）来促进植物细胞伸长、增加植物细胞大小、增加植物株高、增加植物叶片大小、培育株高增加的植物和/或培育叶片增大的植物。

20、进一步地，所述应用可包括通过上调所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性来促进植物细胞伸长、增加植物细胞大小、增加植物株高、增加植物叶片大小、培育株高增加的植物和/或培育叶片增大的植物。

21、进一步地，所述上调可通过过表达所述蛋白质pedwf4的基因（ pedwf4基因）来实现。

22、进一步地，所述应用可包括通过下调所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性来抑制植物细胞伸长、减小植物细胞大小、降低植物株高、减小植物叶片大小、培育株高降低的植物和/或培育叶片减小的植物。

23、进一步地，所述下调可通过降低蛋白质pedwf4的基因（ pedwf4基因）的表达量（例如敲除或沉默 pedwf4基因）来实现。

24、本发明还提供了与所述蛋白质pedwf4相关的生物材料的应用，所述应用可为下述任一种：

25、c1）在调控植物细胞伸长中的应用；

26、c2）在调控植物细胞大小中的应用；

27、c3）在调控植物株高中的应用；

28、c4）在调控植物叶片大小中的应用；

29、c5）在培育株高改变的植物中的应用；

30、c6）在培育叶片大小改变的植物中的应用；

31、c7）在植物株高和/或叶片改良分子育种或植物的与株高和/或叶片相关的种质资源改良中的应用；

32、所述生物材料可为下述任一种：

33、d1）编码所述蛋白质pedwf4的核酸分子；

34、d2）抑制或降低所述蛋白质pedwf4的编码基因表达的核酸分子；

35、d3）含有d1）或d2）所述核酸分子的表达盒；

36、d4）含有d1）或d2）所述核酸分子的重组载体、或含有d3）所述表达盒的重组载体；

37、d5）含有d1）或d2）所述核酸分子的重组微生物、或含有d3）所述表达盒的重组微生物、或含有d4）所述重组载体的重组微生物；

38、d6）含有d1）或d2）所述核酸分子的重组宿主细胞、或含有d3）所述表达盒的重组宿主细胞、或含有d4）所述重组载体的重组宿主细胞；

39、d7）含有d1）或d2）所述核酸分子的转基因植物组织、或含有d3）所述表达盒的转基因植物组织；

40、d8）含有d1）或d2）所述核酸分子的转基因植物器官、或含有d3）所述表达盒的转基因植物器官。

41、进一步地，所述生物材料均可表达d1）或d2）所述核酸分子。

42、上述应用中，d1）所述核酸分子可为编码序列或核苷酸序列是seq id no.2的dna分子。

43、seq id no.2所示的dna分子为 pedwf4基因的编码序列（cds），其编码氨基酸序列为seq id no.1的蛋白质pedwf4。

44、d1）所述核酸分子还可包括在seq id no.2所示核苷酸序列基础上经密码子偏好性改造得到的核酸分子。

45、本文所述核酸分子可以是dna，如cdna、基因组dna或重组dna；所述核酸分子也可以是rna，如mrna或hnrna等。所述核酸分子可为编码所述蛋白质pedwf4的基因及其调控序列形成的核酸分子。

46、本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定点突变（包括寡核苷酸引物介导的定点突变、pcr介导的定点突变和盒式突变等）或定向进化（包括易错pcr、dna改组和体外随机引发重组等）的方法，对本发明的编码蛋白质pedwf4的核苷酸序列进行突变。那些经过人工改造的、与本发明编码蛋白质pedwf4的核苷酸序列（如seq id no.2）具有75％或75％以上同一性的核苷酸序列，只要编码蛋白质pedwf4且具有与蛋白质pedwf4相同的功能，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。

47、本发明所述的蛋白质pedwf4的基因（ pedwf4基因）可以为任意能够编码蛋白质pedwf4的核苷酸序列。考虑到密码子的简并性以及不同物种密码子的偏爱性，本领域技术人员可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子。

48、编码所述蛋白质pedwf4的核酸分子的序列既可为 pedwf4基因的cds序列，也可以是 pedwf4基因的cdna序列，也可为 pedwf4基因的基因组基因序列。

49、可用现有的植物表达载体构建含有 pedwf4基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括但不限于双元表达载体（如pbi系列载体（如pbi121）、pbin系列载体（如pbin19）、pcambia系列载体（如pcambia1300载体）、ppzp系列载体、pgreen系列载体、pbibac系列载体、pski015载体、pski074载体、pri101-an载体等）和共整合载体（可通过在中间载体中以同源重组或克隆方式插入与ti质粒或其区段同源的区段来构建）。所述植物表达载体含有外源基因表达所需的元件如启动子、多克隆位点、终止子、核糖体结合位点等。所述植物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，如包括但不限于农杆菌冠瘿瘤诱导（ti）质粒基因（如胭脂合成酶nos基因）、植物基因（如大豆贮藏蛋白基因）3'端转录的非翻译区均具有类似功能。

50、使用 pedwf4基因构建重组植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子或组成型启动子，包括但不限于花椰菜花叶病毒（camv）35s启动子、玉米泛素启动子（ubi）、水稻肌动蛋白启动子（actin）、emu启动子、玉米 adhl基因启动子、水稻 rbcs基因启动子、番茄 rbcs基因启动子、马铃薯 pinⅱ基因启动子，它们可单独使用或与其它植物启动子结合使用；此外，使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子,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。

51、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，如加入包括但不限于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、荧光素酶基因 、gfp基因等）、抗生素抗性基因（卡那霉素抗性基因kanr、新霉素抗性基因 neo、潮霉素抗性基因 hyg、氯霉素抗性基因 cat、链霉素抗性基因 str、博来霉素抗性基因 ble等）或是除草剂抗性基因（ bar基因、草甘膦抗性标记基因 epsps、绿黄隆抗性标记基因 als等）。从转基因植物的安全性考虑，也可不加任何选择性标记基因，直接筛选转化植株。

52、在本发明的一个或多个实施方案中，所述重组载体为pri101- 35s:: pedwf4。所述重组载体pri101- 35s:: pedwf4是将pri101-an载体的 kpnⅰ和 ecorⅰ识别位点间的片段（小片段）替换为核苷酸序列是seq id no.2的dna片段，保持pri101-an载体的其他核苷酸序列不变，得到的重组表达载体。

53、本文d2）中所述抑制或降低所述蛋白质pedwf4的编码基因表达的核酸分子可以是通过基因水平上的表达调控来抑制所述蛋白质pedwf4的活性和/或降低所述蛋白质pedwf4的含量的任何核酸分子。所述基因水平上的表达调控可包括染色质水平（如组蛋白修饰、染色质重构）、转录水平（如启动子、转录因子、共调节因子的调节）、转录后水平（如rna剪接、microrna调节）和翻译后水平（如泛素化、sumo化、乙酰化、糖基化、磷酸化、甲基化、nedd8修饰等）上的表达调控等。

54、进一步地，所述抑制或降低所述蛋白质pedwf4的编码基因表达的核酸分子可包括抑制所述蛋白质pedwf4的编码基因的复制、转录、翻译、转录后修饰和/或翻译后修饰的核酸分子。

55、进一步地，所述抑制或降低所述蛋白质pedwf4的编码基因表达的核酸分子包括通过基因敲减技术、基因编辑技术和/或基因敲除技术使所述蛋白质pedwf4的编码基因缺失或失活的核酸分子。

56、进一步地，利用基因敲减技术（包括rna干扰技术、morpholino干扰技术、反义核酸技术和核酶技术等）、基因编辑技术（包括锌指核酶基因编辑技术、talen基因编辑技术和crispr基因编辑技术等）或基因敲除技术（包括完全基因敲除和条件型基因敲除）抑制基因表达、沉默或敲除基因是本领域技术人员熟知的。例如：可以利用靶向所述蛋白质pedwf4编码基因的shrna、sirna或mirna从转录后水平或翻译水平使基因表达失活或基因沉默。也可以利用含有sgrna和cas蛋白的crispr-cas系统对目标基因进行敲除。在本发明的一些实施方案中，是利用crispr/cas9基因编辑技术来敲除植物中的 pedwf4基因。

57、进一步地，所述抑制或降低所述蛋白质pedwf4的编码基因表达的核酸分子可包括（1）rna干扰技术中所使用的双链rna（dsrna）、小干扰rna（sirna）、微小rna（mirna）和短发夹rna（shrna）等；（2）反义核酸技术中所使用的反义rna（asrna）和反义寡核苷酸（aon）等；（3）基因编辑技术中所使用的grna和sgrna等；（4）适体（aptamer）和核酶（ribozyme）等。

58、上述应用中，d2）所述核酸分子可为sgrna或含有所述sgrna的crispr/cas9系统，所述sgrna的靶序列可如seq id no.3所示。

59、进一步地，所述sgrna的核苷酸序列可如seq id no.4的第378-494位所示。所述sgrna的编码dna的核苷酸序列可如seq id no.5的第378-494位所示。

60、本发明还提供了一种培育株高增加和/或叶片变大的植物的方法，所述方法包括提高目的植物中所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性，得到株高高于所述目的植物和/或叶片大于所述目的植物的植物。

61、上述方法中，所述提高目的植物中所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性是通过提高目的植物中所述蛋白质pedwf4的编码基因的表达量来实现。

62、所述提高目的植物中所述蛋白质pedwf4的编码基因的表达量可通过下述至少一种方式实现：

63、m1）增加所述蛋白质pedwf4的编码基因的拷贝数；

64、m2）将所述蛋白质pedwf4的编码基因置于强启动子的驱动下表达；

65、m3）增加所述蛋白质pedwf4的编码基因的调控元件使其过表达，所述调控元件包括增强子元件、提高mrna稳定性的元件、增强翻译效率的元件和/或增强蛋白质分泌的元件；

66、m4）增加所述蛋白质pedwf4的编码基因的核糖体结合位点；

67、m5）对所述蛋白质pedwf4的编码基因进行密码子优化；

68、m6）通过改变dna甲基化或组蛋白乙酰化等表观遗传修饰，上调基因的表达。

69、进一步地，所述m2）可通过将蛋白质pedwf4的编码基因的天然启动子替换为强启动子实现，也可通过在蛋白质pedwf4的编码基因上可操作地连接第二启动子实现。

70、所述强启动子包括但不限于t7启动子、camv启动子、sv40启动子、sffv启动子、ubq启动子、ubi启动子、rbcs启动子、actin启动子、emu启动子、cyp450启动子、adhl启动子和pinⅱ启动子。

71、所述增强子包括但不限于cmv增强子、sv40增强子和rsv增强子。

72、上述方法中，所述提高目的植物中所述蛋白质pedwf4的编码基因的表达量可通过将所述蛋白质pedwf4的编码基因导入所述目的植物实现。

73、上述方法中，所述蛋白质pedwf4的编码基因的核苷酸序列可如seq id no.2所示。

74、进一步地，所述提高目的植物中所述蛋白质pedwf4的编码基因的表达量可通过将seq id no.2所示的dna分子导入所述目的植物中实现。

75、本文所述培育株高增加和/或叶片变大的植物的方法可包括如下步骤：

76、（1）构建包含编码所述蛋白质pedwf4的核酸分子（如seq id no.2）的重组载体；

77、（2）将步骤（1）构建的重组载体导入目的植物中；

78、（3）经筛选和鉴定获得转基因植物。

79、进一步地，上述方法中，在所述步骤（3）之后还可包括步骤（4）：将所述转基因植物与待改良植物杂交，得到后代转基因植物，所述后代转基因植物与所述转基因植物（即作为亲本的转基因植物）表型基本一致。

80、所述表型基本一致可为与待改良植物相比，株高增加和/或叶片变大。

81、进一步地，所述导入的方法包括但不限于：农杆菌介导法、植物病毒载体介导的转化法、基因枪法（也称为微粒发射轰击法或生物导弹法）、化学刺激法、电击法、脂质体介导法、显微注射法、激光微束法、花粉管通道法、超声波法、气枪法和涡流法等。

82、进一步地，所述导入的方法可为农杆菌介导法。

83、进一步地，所述农杆菌介导法可包括如下步骤：将步骤（1）构建的重组载体导入（如可采用ca离子诱导的转化法、聚乙二醇介导的转化法、金属阳离子介导的转化法、电穿孔转化法、噬菌体转导法等）农杆菌，得到重组农杆菌，将所述重组农杆菌侵染目的植物的愈伤组织或外植体；经鉴定将得到的阳性愈伤组织或外植体诱导培养获得再生植株。

84、所述外植体包括但不限于种子、根、叶片、叶柄、子叶、子叶柄、下胚轴、茎段、茎尖分生组织、表皮薄壁细胞、块茎、匍匐茎节段、胚性悬浮细胞和原生质体等。

85、所述筛选和鉴定的方法是本领域技术人员已知的，例如可以通过pcr检测、southern杂交、免疫印迹、northern杂交、酶联免疫吸附试验（elisa）、功能性鉴定（测试选择标记基因和目的基因的存在）和/或原位杂交等技术鉴定已转化的转基因植株（包括转基因后代材料）。

86、本发明还提供了一种培育株高降低和/或叶片变小的植物的方法，所述方法包括降低目的植物中所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性，得到株高低于所述目的植物和/或叶片小于所述目的植物的植物。

87、上述方法中，所述降低目的植物中所述蛋白质pedwf4的含量和/或活性是通过降低目的植物中所述蛋白质pedwf4的编码基因的表达量来实现。

88、上述方法中，所述降低目的植物中所述蛋白质的编码基因的表达量可以是利用crispr/cas9系统进行，所述crispr/cas9系统包括本文中所述的sgrna。

89、sgrna包括识别区和框架区（scaffold）。框架区负责与cas蛋白结合，识别区负责与目标基因的靶点结合，引导cas蛋白到达靶点。

90、进一步地，所述sgrna靶向 pedwf4基因，所述sgrna的识别区的核苷酸序列可如seqid no.4的第378-401位所示。所述sgrna的核苷酸序列可如seq id no.4的第378-494位所示所示。

91、进一步地，所述crispr/cas9系统还包括cas9蛋白。

92、进一步地，本文所述cas9蛋白不限于特定的某一种蛋白，只要能与本发明sgrna配合使用即可。

93、进一步地，本文所述cas9蛋白包括化脓链球菌（ streptococcus pyogenes）cas9（spcas9，ii-a亚型）、spcas9 hf（高保真）、缺刻酶cas9（ncas9）、金黄色葡萄球菌（ staphylococcus aureus）cas9（sacas9，ii-a亚型）、脑膜炎奈瑟氏球菌（ neisseria  meningitidis）cas9（nmcas9，ii-c亚型）、新凶手弗朗西斯菌（ francisella novicida）cas9（fncas9，ii-b亚型）、嗜热链球菌（ streptococcus thermophilus）cas9（st1cas9、st3cas9）、空肠弯曲杆菌（ campylobacter jejuni）cas9（cjcas9）和密螺旋体（ treponemasp.）cas9，以及其他生物体的cas9直系同源物但不限于此。所述cas9蛋白还可包括高保真cas9突变体（如：spcas9-hf1、espcas9-1.1和truecut™ hifi cas9蛋白）等。

94、本发明的方法可以用本领域已知的任何cas9蛋白实施。本领域技术人员在不脱离本发明实施例原理的前提下，可以对cas9蛋白的编码序列做出合适的选择。

95、进一步地，利用crispr/cas9系统降低目的植物中所述蛋白质pedwf4的编码基因的表达量可通过使目的植物细胞中的 pedwf4基因与本文所述的sgrna和cas9蛋白接触来实现。

96、进一步地，所述接触的步骤可通过如下（1）或（2）进行：

97、（1）直接将本文所述的sgrna导入所述目的植物细胞，或先将编码本文所述sgrna的dna分子构建到表达载体中再导入所述目的植物细胞；

98、（2）直接将cas9蛋白或cas9蛋白的mrna导入所述目的植物细胞，或先将编码所述cas9蛋白的dna分子构建到表达载体中再导入所述目的植物细胞，或将cas9蛋白与穿膜肽融合后，通过穿膜肽引入所述目的植物细胞。

99、所述穿膜肽用于促进与其融合的cas9蛋白被细胞摄取和吸收，并在细胞内发挥生物学功能。合适的穿膜肽不局限于特定种类，只要能实现携带cas9蛋白穿膜、内化的目的即可。所述穿膜肽包括但不限于人类免疫缺陷病毒hiv的转录反式激活因子tat（tat肽）、果蝇同源异型转录因子antp、单纯疱疹病毒1型（hsv-1）转录因子vp22以及人工合成的多聚精氨酸和多聚赖氨酸。进一步地，所述穿膜肽包含至少5个精氨酸或赖氨酸残基，并且所述穿膜肽的总长度为5-30个氨基酸。

100、本领域技术人员已知：cas9蛋白、cas9蛋白mrna、cas9表达载体（含有且表达编码cas9蛋白的dna分子的载体）、sgrna、sgrna表达载体（含有且表达编码sgrna的dna分子的载体）可以通过本领域中已知的各种方法转移到植物细胞中，如化学刺激法（包括peg、磷酸钙、氯化钙处理等方法）、电击法、脂质体介导法、显微注射法、基因枪法（也称微粒轰击法）、激光微束法、花粉管通道法、超声波法、气枪法和涡流法等，还可以载体为媒介将目的基因转入植物受体细胞，如农杆菌ti质粒载体（包括ti质粒衍生的载体如共整合载体系统和双元载体系统）介导法。

101、当使用表达载体递送sgrna与cas9蛋白时，sgrna与cas9蛋白可以连接在不同的表达载体中表达，也可以连入同一个表达载体中表达。

102、进一步地，所述培育株高降低和/或叶片变小的植物的方法可包括如下步骤：

103、（1）将编码sgrna的dna分子构建到cas9表达载体中，得到crispr/cas9基因编辑载体；

104、（2）将所述crispr/cas9基因编辑载体导入目的植物中；

105、（3）经筛选和鉴定获得 pedwf4基因敲除的转基因植物，即为所述株高降低和/或叶片变小的植物。

106、进一步地，所述导入可通过农杆菌介导法导入，可包括如下步骤：将所述crispr/cas9基因编辑载体导入农杆菌，得到重组农杆菌；将所述重组农杆菌侵染玉米的愈伤组织或外植体；经鉴定将得到的阳性愈伤组织或外植体诱导培养获得再生植株。

107、进一步地，编码sgrna的dna分子的核苷酸序列可如seq id no.5的第378-494位所示所示。

108、进一步地，所述cas9表达载体含有cas9基因，能够表达cas9蛋白。进一步地，所述cas9表达载体还可含有下述元件中的一种或多种：复制起始点（ori）、启动子（如u6启动子）、增强子（如cag增强子）、标签（如flag标签）、终止子（如bgh poly(a) terminator）、抗性基因（如kana抗生素抗性基因、氨苄抗性基因）、抗性基因的启动子、筛选基因（如bar基因）、筛选基因的启动子、cas9基因的启动子（如ubi启动子）。

109、所述cas9表达载体可以通过商购获得，例如本发明一个实施方案中使用的pc1300-ubi::cas9载体，以及pbue411载体等。在设计出靶向目标基因的sgrna后，能够很方便地将编码sgrna的dna分子插入到商业化cas9表达载体中，同时表达cas9蛋白和sgrna，进而对目标基因进行编辑。此外，也可采用本领域常规的方法来构建cas9表达载体，例如可以化脓链球菌基因组为模板，扩增cas9基因，然后将cas9基因克隆到骨架表达载体（如pet28a、pet32a等）中，获得cas9表达载体。

110、本发明所述培育株高降低和/或叶片变小的植物的方法还可包括将本文上述任一所述方法获得的株高低于所述目的植物和/或叶片小于所述目的植物的植物与待改良植物杂交，得到后代转基因植物的步骤；所述后代转基因植物与所述株高低于所述目的植物和/或叶片小于所述目的植物的植物（即作为亲本的转基因植物）表型基本一致。所述表型基本一致可为与待改良植物相比，株高降低和/或叶片变小。

111、本文所述植物可为下述任一种：

112、e1）单子叶植物或双子叶植物；

113、e2）禾本科植物或十字花科植物。

114、进一步地，所述植物可为竹亚科植物（如毛竹）或拟南芥属植物（如拟南芥）。

115、本文所述调控可为上调（促进或增加）或下调（抑制、降低或减小）。

116、本文中，所述转基因植物理解为不仅包含在目的植物中导入所述 pedwf4基因或在目的植物中敲除所述 pedwf4基因得到的第一代转基因植物，也包括其子代。所述转基因植物包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。

117、本文中，所述目的植物可为含有pedwf4蛋白的编码基因的目的植物。

118、本文所述 pedwf4基因既可以是内源基因也可以是外源基因。

119、本发明公开了蛋白质pedwf4及其编码基因在调控植物细胞伸长、植物细胞大小、植物株高和植物叶片大小中的应用。实验证明，将植物中蛋白质pedwf4的编码基因进行过表达，则植物细胞显示出明显延长的细胞长度，且植物细胞的大小明显增加，同时植物的株高和叶片大小均显著增加。将植物中蛋白质pedwf4的编码基因进行敲除后，则导致植物细胞长度显著缩短，即显著抑制了植物细胞的伸长。

120、本发明首次发现 pedwf4基因及其编码的蛋白质在调控植物细胞伸长、植物细胞大小、植物株高和植物叶片大小中的应用，为与株高和/或叶片相关的分子育种和种质资源改良提供了一个良好的基因资源，为 pedwf4基因的应用开拓了一个新的领域，丰富了调控细胞伸长的相关基因。本发明为作物遗传改良和农业生产力提升贡献了理论基础与实践基础，在农业生产领域具有广泛的应用前景。