[发明专利]水稻基因ORYsa;SIZ1的基因工程应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及水稻基因ORYsa;SIZ1的基因工程应用。

背景技术

水稻是我国主要的粮食作物之一，我国水稻种植面积占全球谷类作物种植面积的1/3，水稻产量占全国粮食总产的50%，是保证我国粮食安全的最重要作物(胡培松等,2002)。

磷是植物生长发育所必需的三大营养元素之一。它不仅涉及到生物膜及核酸的合成，同时在能量代谢和酶的调控上扮演重要的角色。由于磷素（PO43-、HPO42-、H2PO4-）在酸性与碱性土壤中的强烈固定作用，使得饱和的土壤溶液中可溶性磷的含量很低（小于10μM）（Bieleski,R.L.Phosphate pools,phosphate transport and phosphate availability.Annu.Rev.Plant Physiol.1973,24,225-252），远远满足不了植物的生长需要，使其成为植物生长的一大限制性因子。因此植物能否高效利用土壤中少量的可溶性磷对植物生长有着至关重要的影响。

另外，植物体的生长过程分为营养生长和繁殖生长两个时期。营养生长时期，根系吸收的氮、磷除了满足自身各种生命活动的需要，在液泡中积累形成库；繁殖生长时期，在叶片、茎秆中积累的磷向繁殖器官转移，形成新的源和库(Marschner,1995)。磷元素在体内的再分配受严格的时空调控，而且随着人们生活水平的提高，稻米的营养品质日益受到关注。

研究如何提高磷的利用效率、如何改良磷生长后期向籽粒中的转运与再分配对于促进水稻生长发育、提高产量改善品质具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述不足，提供水稻基因ORYsa;SIZ1的基因工程应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1在提高磷素吸收利用中的应用，其中所述的水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1在NCBI网站登录号为Os05g0125000。

水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1在提高水稻磷素从营养器官向繁育器官转运方面应用，其中所述的水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1在NCBI网站登录号为Os05g0125000。

水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1在开发水稻稻米品质的应用，其中所述的水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1在NCBI网站登录号为Os05g0125000。

水稻ORYsa;SIZ1的SUMO化E3连接酶的工程应用，其中所述的水稻ORYsa;SIZ1的氨基酸序列为SEQ ID NO.2。

含有所述的水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1的表达载体，其特征在于将NCBI网站登录号为Os05g0125000的水稻SUMO化E3连接酶基因ORYsa;SIZ1插入双元表达载体pTCK303所得。

所述的表达载体在提高磷素吸收利用中的应用。

所述的表达载体在提高水稻磷素从营养器官向繁育器官转运方面应用。

所述的表达载体在开发水稻稻米品质的应用。

有益效果：

本发明将ＳUMO化E3连接酶ORYsa;SIZ1转入水稻中，发现ORYsa;SIZ1具有提高水稻磷素吸收利用和促进水稻磷酸盐从营养器官向繁殖器官转运的功能，首次提出水稻基因ORYsa;SIZ1提高水稻磷素吸收利用的工程应用，及其在促进提高水稻磷酸盐从营养器官向繁殖器官转运方面的应用。

本发明首次提供了水稻基因ORYsa;SIZ1作为目的基因导入植物，有望应用于单子叶植物的遗传改良。本发明提供的ORYsa;SIZ1基因来自水稻，具有适合于水稻等单子叶植物表达的优化密码子，其基因工程受体植物除了双子叶植物，如大豆、棉花、烟草等之外更加适合于水稻、玉米、小麦等单子叶植物。

附图说明

图1：水稻基因ORYsa;SIZ1在正常供磷和低磷条件下表达模式。

其中：+Pi表示正常供磷（300μmol/L）处理，-Pi表示低磷（15μmol/L）处理，OsActin为内参基因。

图2：ORYsa;SIZ1突变纯合体鉴定

图3：ORYsa;SIZ1突变体沉默效果鉴定