[发明专利]水稻CIPK2基因在调控根系生长和氮素吸收中的应用

说明书

本发明提供水稻CIPK2基因在调节水稻根系生长和氮素吸收中的应用，通过对水稻CIPK2的根系特异表达植株的表型进行分析，在低氮条件下，CIPK2根系特异表达植株与野生型相比，根系明显变大，有效分蘖数增加2‑3个，正常氮条件下，二者差异不显著。根系特异表达CIPK2植株与野生型在低氮条件下表型差异明显，尚无该基因相关作用报道；通过根系特异表达CIPK2植株的表型推测根系特异表达CIPK2基因可以促进水稻根系的生长，提高水稻在低氮条件下对氮素的吸收，该基因功能的研究结果对提高作物产量，减少氮肥的使用有指导意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及水稻CIPK2基因在调节根系生长和氮素吸收利用中的应用。

背景技术

在所有植物必须营养元素中，氮素是限制植物生长和产量形成的最主要因素。在水稻生产中，氮是影响水稻生长最敏感的元素，氮素的吸收与积累是水稻产量形成的重要基础。我国水稻生产氮肥施用量高且利用率低，过大的施用量和较低的氮肥利用率，不仅增加了水稻的生产成本和氮肥资源的消耗，从稻田中损失的氮素还会导致一系列不良的环境反应。因此,提高水稻氮素吸收利用效率对于提高我国水稻种植效益与生态环境效益,促进稻作生产的可持续发展具有重要意义。水稻对氮素的吸收利用受到一系列环境和内源因素的影响，不仅与土壤理化性质、施肥方式、栽培措施等有关，还通过体内复杂的基因调控网络调节对氮素的吸收利用。对水稻氮素吸收利用的遗传学研究主要从水稻本身出发，充分挖掘水稻自身对氮素吸收利用的潜力，然后进行遗传改良，是提高水稻氮素利用效率的最有效途径。

水稻对氮素吸收利用的相关基因的研究已有几十年历史，氮素的吸收利用涉及到大量的基因、蛋白表达及修饰等变化。目前已发现许多氮素吸收转运相关基因，如NO₃^-转运蛋白基因NRT和NH₄⁺转运蛋白基因AMT,它们能够调控根系对NO3^-和NH₄⁺的吸收，并且受到环境氮素的调控。植物处于低氮胁迫时，会感受到胁迫信号，并启动一系列响应基因的表达，根系作为感受环境氮素信号和吸收氮素的主要器官，是影响氮素高效吸收利用的主要因素。CIPK2根系特异表达植株的表型显示通过从分子水平来调控根系的生长，提高水稻对氮素的吸收利用是可能的，该基因功能的研究结果对提高水稻氮素利用效率具有指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供水稻CIPK2基因在调节根系生长和氮素吸收利用中的应用，研究了水稻CIPK2基因在水稻氮素吸收利用中的功能，解决了水稻生产氮肥施用量高且利用率低，过大的施用量和较低的氮肥利用率，不仅增加了水稻的生产成本和氮肥资源的消耗，从稻田中损失的氮素还会导致一系列不良的环境反应等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

水稻根系特异表达CIPK2促进根系根系生长和氮素吸收，CIPK2基因编码的多肽的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

SEQ ID No.1 （CIPK2氨基酸序列）: