[發(fā)明專利]OsNPF7.11b基因在提高水稻產(chǎn)量中的應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711207719.2
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107936103A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方中明;聶海鵬;汪杰;朱煒;呂凱
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢生物工程學(xué)院
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 彭勁松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，具體涉及OsNPF7.11b基因在提高水稻產(chǎn)量中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物通過吸收土壤中的銨根、硝酸根、氨基酸、可溶性肽等來獲得氮素；氮的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)主要依靠銨根運(yùn)輸?shù)鞍祝ˋMT）、硝酸根運(yùn)輸?shù)鞍祝∟RT）、氨基酸運(yùn)輸?shù)鞍祝ˋAT）、肽運(yùn)輸?shù)鞍祝≒TR）等運(yùn)輸?shù)鞍讈硗瓿桑╓illiams L, Miller A. Transporters responsible for the uptake and partitioning of nitrogenous solutes. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 2001, 52: 659-688.）。銨通過植物AMT吸收后再通過谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合酶（GOGAT）合成谷氨酰胺和谷氨酸，后者再進(jìn)一步形成其它氨基酸（Sonoda Y, Ikeda A, Saiki S, et al. Feedback regulation of the ammonium transporter gene family AMT1 by glutamine in rice. Plant Cell Physiology, 2003, 44: 1396-1402.）。植物可通過高親和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（HATS）的NRT2和低親和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（LATS）的NRT1吸收環(huán)境中的硝酸鹽，由硝酸還原酶（NR）和亞硝酸還原酶（NiR）還原形成銨，再進(jìn)一步形成氨基酸（Paungfoo-Lonhienne C, Lonhienne T G, Rentsch D, et al. Plants can use protein as a nitrogen source without assistance from other organisms. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2008, 105: 4524-4529.）。

氮運(yùn)輸NPF家族包括NRT1和PTR亞家族，不同成員在植株不同部位運(yùn)輸硝酸根、寡肽或氨基酸等，在植株生長發(fā)育上起不同的作用（Rentsch D, Schmidt S, Tegeder M. Transporters for uptake and allocation of organic nitrogen compounds in plants. Febs Letters, 2007, 581: 2281-2289.）。OsNPF2.2介導(dǎo)了木質(zhì)部硝酸根的卸載，影響水稻植株生長（Li Y, Ouyang J, Wang Y Y, et al. Disruption of the rice nitrate transporter OsNPF2.2 hinders root-to-shoot nitrate transport and vascular development. Scientific reports, 2015, 5: 9635.）。OsNPF7.2對硝酸根有低親和運(yùn)輸，能夠影響植株生長（Hu R, Qiu D, Chen Y, et al. Knock-down of a tonoplast localized low-affinity nitrate transporter OsNPF7.2 affects rice growth under high nitrate supply. Frontiers in plant science, 2016, 7.）。

雖然已知氮營養(yǎng)可以促進(jìn)植物生長發(fā)育，但是氮營養(yǎng)影響了植株什么類型的生長發(fā)育目前還沒有系統(tǒng)的了解。另外水稻NPF家族有80多個成員，氮營養(yǎng)是通過NPF基因家族什么成員進(jìn)行響應(yīng)，在什么部位介導(dǎo)了氮營養(yǎng)運(yùn)輸，從而影響了植株什么類型的生長發(fā)育，目前也幾乎未知。所以，挖掘出NPF家族中可能具有氮高效運(yùn)輸基因，特別是能夠控制水稻農(nóng)藝性狀的氮運(yùn)輸關(guān)鍵基因，將有利于水稻高產(chǎn)品種的培育。

本發(fā)明通過長期研究后發(fā)現(xiàn)，NPF家族OsNPF7.11基因轉(zhuǎn)錄后有兩種剪接，分別是OsNPF7.11a和OsNPF7.11b，在大田種植下發(fā)現(xiàn)OsNPF7.11b對水稻產(chǎn)量有重要的影響，提高表達(dá)可以提高水稻的產(chǎn)量，可應(yīng)用于植物氮利用效率和產(chǎn)量的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供OsNPF7.11b基因在提高水稻產(chǎn)量中的應(yīng)用。