[發明專利]水稻CIPK2基因在調控根系生長和氮素吸收中的應用

有效

• 申請號: 201611209856.5
• 申請日: 2016-12-24
• 公開（公告）號: CN106636187B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 張志興;李鵬輝;李忠;陳鴻飛;林文雄
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H6/46
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;陳彩芳

本發明提供水稻CIPK2基因在調節水稻根系生長和氮素吸收中的應用，通過對水稻CIPK2的根系特異表達植株的表型進行分析，在低氮條件下，CIPK2根系特異表達植株與野生型相比，根系明顯變大，有效分蘗數增加2?3個，正常氮條件下，二者差異不顯著。根系特異表達CIPK2植株與野生型在低氮條件下表型差異明顯，尚無該基因相關作用報道；通過根系特異表達CIPK2植株的表型推測根系特異表達CIPK2基因可以促進水稻根系的生長，提高水稻在低氮條件下對氮素的吸收，該基因功能的研究結果對提高作物產量，減少氮肥的使用有指導意義。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及水稻CIPK2基因在調節根系生長和氮素吸收利用中的應用。

背景技術

在所有植物必須營養元素中，氮素是限制植物生長和產量形成的最主要因素。在水稻生產中，氮是影響水稻生長最敏感的元素，氮素的吸收與積累是水稻產量形成的重要基礎。我國水稻生產氮肥施用量高且利用率低，過大的施用量和較低的氮肥利用率，不僅增加了水稻的生產成本和氮肥資源的消耗，從稻田中損失的氮素還會導致一系列不良的環境反應。因此,提高水稻氮素吸收利用效率對于提高我國水稻種植效益與生態環境效益,促進稻作生產的可持續發展具有重要意義。水稻對氮素的吸收利用受到一系列環境和內源因素的影響，不僅與土壤理化性質、施肥方式、栽培措施等有關，還通過體內復雜的基因調控網絡調節對氮素的吸收利用。對水稻氮素吸收利用的遺傳學研究主要從水稻本身出發，充分挖掘水稻自身對氮素吸收利用的潛力，然后進行遺傳改良，是提高水稻氮素利用效率的最有效途徑。

水稻對氮素吸收利用的相關基因的研究已有幾十年歷史，氮素的吸收利用涉及到大量的基因、蛋白表達及修飾等變化。目前已發現許多氮素吸收轉運相關基因，如NO₃^-轉運蛋白基因NRT和NH₄⁺轉運蛋白基因AMT,它們能夠調控根系對NO3^-和NH₄⁺的吸收，并且受到環境氮素的調控。植物處于低氮脅迫時，會感受到脅迫信號，并啟動一系列響應基因的表達，根系作為感受環境氮素信號和吸收氮素的主要器官，是影響氮素高效吸收利用的主要因素。CIPK2根系特異表達植株的表型顯示通過從分子水平來調控根系的生長，提高水稻對氮素的吸收利用是可能的，該基因功能的研究結果對提高水稻氮素利用效率具有指導意義。

發明內容

本發明的目的在于提供水稻CIPK2基因在調節根系生長和氮素吸收利用中的應用，研究了水稻CIPK2基因在水稻氮素吸收利用中的功能，解決了水稻生產氮肥施用量高且利用率低，過大的施用量和較低的氮肥利用率，不僅增加了水稻的生產成本和氮肥資源的消耗，從稻田中損失的氮素還會導致一系列不良的環境反應等問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

水稻根系特異表達CIPK2促進根系根系生長和氮素吸收，CIPK2基因編碼的多肽的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

SEQ ID No.1 （CIPK2氨基酸序列）: