[发明专利]促进水稻有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b及其应用

说明书

本发明公开了一种促进水稻有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b及其应用，属于植物基因工程领域。OsNPF2.4b基因编码蛋白质的氨基酸及其cDNA序列如SEQ ID NO.1、2所示。本发明通过构建水稻OsNPF2.4b基因的超表达植株，发现提高OsNPF2.4b基因的表达，可以促进水稻生长，分蘖数和有效穗增加，产量提高。通过构建干扰植株，发现降低OsNPF2.4b基因表达可以使水稻生物量减少，分蘖数和有效穗减少，产量降低。因此OsNPF2.4b基因可用于促进水稻生长，来提高水稻生物量和产量。OsNPF2.4b基因在水稻株型改良及产量提高中具有重要应用。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及氮运输基因OsNPF2.4b能够促进水稻有效穗的提高。

背景技术

植物通过吸收土壤中的氨、硝酸根、氨基酸、可溶性肽等来获得氮素；氮的吸收和转运主要依靠铵根运输蛋白(AMT)、硝酸根运输蛋白(NRT)、氨基酸运输蛋白(AAT)、肽运输蛋白(PTR)等运输蛋白来完成(Williams L,Miller A.Transporters responsible forthe uptake and partitioning of nitrogenous solutes.Annu Rev Plant Biol andPlant Mol Biol,2001,52:659-688.)。铵通过植物AMT吸收后再通过谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)合成谷氨酰胺和谷氨酸，后者再进一步形成其它氨基酸(Sonoda Y,Ikeda A,Saiki S,et al.Feedback regulation of the ammonium transporter genefamily AMT1by glutamine in rice.Plant Cell Physiol,2003,44:1396-1402.)。植物可通过高亲和转运系统(HATS)的NRT2和低亲和转运系统(LATS)的NRT1吸收环境中的硝酸盐，由硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)还原形成铵，再进一步形成氨基酸(Paungfoo-Lonhienne C,Lonhienne T G,Rentsch D,et al.Plants can use protein as anitrogen source without assistance from other organisms.PNAS,2008,105:4524-4529.)。

NRT1/PTR家族(NRT1/PTR family,NPF)是指能够介导2-3个氨基酸残基的小分子肽及硝酸根等物质进行跨膜运输的蛋白(Rentsch D,Schmidt S,Tegeder M.Transportersfor uptake and allocation of organic nitrogen compounds in plants.FEBS Let,2007,581:2281-2289)。NRT1/PTR家族成员参与了植株生长发育，及种子形成过程中蛋白质的积累和萌发中蛋白降解后小分子多肽形式转运(Martre P,Porter J R,Jamieson P D,et al.Modeling grain nitrogen accumulation and protein composition tounderstand the sink/source regulations of nitrogen remobilization forwheat.Plant Physiol,2003,133:1959-1967)。