[发明专利]OsNPF8.8b基因在提高水稻产量和营养品质中的应用

说明书

本发明公开了OsNPF8.8b基因在提高水稻产量和营养品质中的应用，属于植物基因工程领域。OsNPF8.8b基因编码蛋白的氨基酸及其cDNA序列如SEQ ID NO.1、2所示。本发明通过构建水稻OsNPF8.8b基因超表达植株，发现提高OsNPF8.8b基因的表达可以使水稻分蘖数和有效穗增加，单株灌浆粒数和单株灌浆籽粒干重提高，大米中球蛋白含量增加。通过构建突变体植株，发现敲除OsNPF8.8b基因表达可以使水稻分蘖数减少，单株灌浆粒数和单株灌浆籽粒干重降低，大米中球蛋白含量减少。因此OsNPF8.8b基因可用于促进水稻产量和品质的提高，在水稻氮利用效率提高及改善大米品质方面具有重要应用。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及OsNPF8.8b基因在提高水稻产量和营养品质中的应用。

背景技术

植物通过吸收土壤中的铵根、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.Annual Review of PlantPhysiology and Plant Molecular Biology,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 theammonium transporter gene family AMT1by glutamine in rice.Plant CellPhysiology,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,etal.Plants can use protein as a nitrogen source without assistance from otherorganisms.Proceedings of the National Academy of Sciences,2008,105:4524-4529.)。

氮运输NPF家族包括NRT1和PTR亚家族，不同成员在植株不同部位运输硝酸根、寡肽或氨基酸等，在植株生长发育上起不同的作用(Rentsch D,Schmidt S,TegederM.Transporters for uptake and allocation of organic nitrogen compounds inplants.Febs Letters,2007,581:2281-2289.)。OsNPF2.2介导了木质部硝酸根的卸载，影响水稻植株生长(Li Y,Ouyang J,Wang Y Y,et al.Disruption of the rice nitratetransporter OsNPF2.2hinders root-to-shoot nitrate transport and vasculardevelopment.Scientific reports,2015,5:9635.)。OsNPF7.2对硝酸根有低亲和运输，能够影响植株生长(Hu R,Qiu D,Chen Y,et al.Knock-down of a tonoplast localizedlow-affinity nitrate transporter OsNPF7.2affects rice growth under highnitrate supply.Frontiers in plant science,2016,7.)。