[发明专利]水稻OsNRT2.1基因在提高水稻籽粒中的锰元素含量中的应用

说明书

本发明公开了水稻OsNRT2.1基因在提高水稻籽粒中的锰元素含量中的应用。水稻OsNRT2.1基因在增加水稻苗期锰离子的吸收和积累量，增加成熟期种子中锰元素浓度方面的应用。水稻OsNRT2.1基因在干湿交替种植环境中提高水稻籽粒中的锰元素浓度和/或提高水稻产量中的应用。本发明首次提供了水稻基因OsNRT2.1的生物学功能，在0.5mM NO₃^‑条件下，能够显著提高水稻苗期对硝酸盐的吸收和积累。过量表达水稻基因OsNRT2.1，可以增加水稻在淹水，干湿交替环境下水稻籽粒中的锰元素浓度。过量表达水稻基因OsNRT2.1，可以增加水稻在干湿交替环境中提高水稻产量。

技术领域

本发明属于农业基因工程领域，涉及水稻OsNRT2.1基因在提高水稻籽粒中的锰元素含量中的应用。

背景技术

植物生长和发育过程中，不仅需要大量元素而且微量元素也起着至关重要的作用。其中锰元素是植物代谢必需的微量元素并且参与多个生物途径。当锰缺乏，植物更容易受到冷害和病菌感染，从而降低作物产量(Hebbern,C.A.,Pedas,P.,Schjoerring,J.K.,Knudsen,L.,Husted,S.(2005).Genotypic differences in manganese efficiency:field experiments with winter barley(Hordeum vulgare L.).Plant and Soil.272,233–244.)。在水稻中，锰元素的转运体对锰的吸收、转运和锰元素的稳态扮演着重要的角色。为适应土壤中不同的硝酸盐浓度，植物具有两种不同的硝酸盐吸收系统包括高亲和硝酸转运家族和低亲和硝酸盐转运家族。尤其高亲和硝酸盐转运家族OsNRT2基因对硝酸盐的吸收和转运起着关键作用。但尚未有文献报道OsNRT2基因在不同形态氮素处理下对籽粒锰元素的吸收和积累的影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供水稻OsNRT2.1基因在提高水稻籽粒中的锰元素含量中的应用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

水稻OsNRT2.1基因在增加水稻苗期锰离子的吸收和积累量，增加成熟期种子中锰元素浓度方面的应用；所述的水稻OsNRT2.1基因其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，共1928bp；该基因表达产物为水稻高亲和硝酸盐运输蛋白OsNRT2.1，其氨基酸序列为SEQ IDNO.2,共533个氨基酸。

水稻OsNRT2.1基因在干湿交替种植环境中提高水稻籽粒中的锰元素浓度和/或提高水稻产量中的应用；所述的水稻OsNRT2.1基因其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

有益效果：

1、通过系统研究，本发明首次提供了水稻基因OsNRT2.1的生物学功能，在0.5mMNO₃^-条件下，能够显著提高水稻苗期对硝酸盐的吸收和积累。

2、过量表达水稻基因OsNRT2.1，可以增加水稻在淹水，干湿交替环境下水稻籽粒中的锰元素浓度。

3、过量表达水稻基因OsNRT2.1，可以增加水稻在干湿交替环境中提高水稻产量。

附图说明

图1水稻过量表达OsNRT2.1基因载体示意图。

图2不同氮素处理下，水稻对锰元素的吸收

图3OsNRT2s和OsNAR2.1在转基因株系根中的表达

图4在不同形态氮素处理条件下，转基因株系中根部和地上部锰元素和氮素的含量(A)(C)(E)在0.5mM NH₄⁺处理下，(B)(D)(F)在0.5mM NO₃^-处理下