[发明专利]水稻富铁锌突变基因Osnaat1－1及其应用

说明书

技术领域

本发明属于作物育种和基因工程领域，涉及一种新的水稻基因和功能。具体地讲，涉及水稻Osnaat1-1(基因Osnaat1突变形成)基因及其应用。

背景技术

微量元素铁在植物营养和人类健康中都有非常重要的作用。现今，世界上由于农作物缺铁而导致的铁摄入量不足的人口数量已经达到了十亿。然而，植物利用土壤中铁的能力非常低，因为大部分铁都以不溶性的形式被土壤固定，不能为植物利用(Curie and Briat，2003)。所以提高植物尤其是作物中铁的含量，对社会经济和人类健康都有巨大的好处。近年来，国际水稻所对近千份的水稻种质资源的铁含量进行了分析，结果发现通过传统的育种方法获得的所谓的高铁水稻品种，其铁含量和分布不能满足营养育种所需(Welsh &Graham，1999；国际水稻所Barry博士，2006，Harvestplus-China年会发言)，也就是说，目前还没有水稻种质资源可供水稻富铁育种之用。

植物利用铁的策略可以分为两种，双子叶植物和非禾本科单子叶植物的根系可以向根际分泌质子，降低土壤环境的pH值，诱导Fe³⁺鏊合物还原酶(FRO)的活性，将更多的不溶性Fe³⁺离子还原为可溶的Fe²⁺，通过细胞膜上的Fe²⁺载体(IRT)运转入植物内部(Schmidt，2003)。而禾本科植物靠向环境中分泌一种能鏊合Fe³⁺的麦根酸类(MAs)天然小分子鏊合剂。它们与环境中的Fe³⁺有很强的鏊合能力，形成Fe³⁺-MAs复合物，然后通过特殊的载体被植物所吸收(Mori，1999)。适应于长期淹水的生长条件，水稻兼有以上二条吸铁机制(Ishimaru et al.，2006)。

Osnaat1(LOC_Os02g20360.1)就是水稻中麦根酸类物质——DMA生物合成过程中的关键酶基因，该基因的核苷酸序列如SEQ ID No：3所示，该基因编码的蛋白质具有SEQ IDNO：4所示的氨基酸序列。

上述参考文献具体如下：

1、Curie C.，and Briat J.-F.(2003)Iron transport and signaling in plants.Annu.Rev.Plant Biol.54，183-206.

2、Schmidt W.(2003)Iron solutions：acquisition strategies and signaling pathways in plants.Trends Plant Sci.8，188-193.

3、Mori S.，(1999)Iron acquisition by plants.Curr.Opin.Plant Biol.2，250-253.

4、Ishimaru Y.，Suzuki M.，Tsukamoto T.，Suzuki K.，Nakazono M.，Kobayashi T.，Wada Y.，Watanabe S.，Matsuhashi S.，Takahash M.，Nakanishi H.，Mori S.and Nishizawa N.K.(2006)Rice plants take up iron as an Fe³⁺-phytosiderophore and as Fe²⁺.The Plant J.45，335-346.

5、Welch R M，Graham RD.(2004)Breeding for micronutrients in staple food crops from ahuman nutrition perspective.J.Exp.Bot.，55：353-364.

6、Ogo，Y.，Itai，R.N.，Nakanishi，H.，Inoue，H.，Kobayashi，T.，Suzuki，M.，Takahashi，M.，Mori，S.& Nishizawa，N.K.(2006)Isolation and characterization of IRO2，a novel iron-regulatedbHLH transcription factor in，aminaceous plants.J.Exp.Bot.57：2867-78.