[发明专利]一种抑制水稻在正常条件下根系伸长的方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能基因组学领域，尤其涉及一种抑制水稻在正常条件下根系伸长而不影响低磷逆境下根系伸长的方法。

背景技术

植物是以磷酸盐的形式吸收磷(Ullrich-Eberius，C.I.，A.Novacky，et al.(1981).″Relationship between Energy-dependent Phosphate Uptake and the Electrical Membrane Potential in Lemna gibba G1.″Plant Physiology 67(4)：797-801.)，磷是植物生长发育与农作物产量最大的限制性因素。在占全世界可耕种土地70％以上的碱性和酸性土壤中，作物产量最主要的限制因素是较低的磷利用效率(Schachtman，D.P.，Reid，R.J.and Ayling，S.L.(1998)″Phosphorus uptake by plants：from soil to cells″.Plant Physiology.116：447-453.)。农业生产中大量施用的磷肥，经过雨水的冲刷大量流失，进入江河湖海，造成水系的富营养化及环境污染。因此，提高作物的磷利用效率迫在眉睫。

植物根系是植物的重要组成部分，它不但是地上部的物理支撑，同时也是植物从地下吸收营养成分和水分的重要器官，与农业生产息息相关。在低磷逆境下，植物常常改变根的构型，增加与土壤的接触面积(JungkA.(2001)″Root hairs and the acquisition of plant nutrients from soil″.Journal of Plant Nutrition and Soil Science 164：121-129)，以获得更多的磷(Lorenzo，H.and Forde，B.G.(2001)″The nutritional control of root development″.Plant and Soil.232：51-68)。在拟南芥中，低磷诱导侧根发生，根毛伸长，但是抑制主根的生长(Williamson，L.，Ribrioux，S.，Fitter，A.and Leyser，O.(2001)″Phosphate availability regulates root system architecture in Arabidopsis.″Plant Physiology.126：1-8)。水稻在低磷或无磷水培条件主根伸长，根毛浓密(Shimizu，A.，K.Kato，et al.(2008).″Genetic analysis of root elongation induced by phosphorus deficiency in rice(Oryza sativa L.)：fine QTL mapping and multivariate analysis of related traits.″T heoretical and Applied Genetics117(6)：987-996.)。

植物根系的生长机制一直存在争议，形成了两大理论：细胞论(TheCell Theory)和器官论(The organismal theory)。前者认为细胞数目的增加是植物根系生长的原因。后者认为植物根系的生长是单个细胞膨胀的累积效应，细胞膨胀才是根系生长的主要原因。后来一些学者研究发现，细胞数目的增加与细胞的膨胀都影响根系的生长，于是整合上述两个假说，提出一个新的生长理论——整合模型(Integrated model)(Beemster，G. T.，F.Fiorani，et al.(2003).″Cell cycle：the key to plant growth control？″Trends inPlant Science.8(4)：154-158.)。