[發明專利]赤霉素運輸基因OsNPF3.1在提高水稻產量中的應用

有效

• 申請號: 201711377108.2
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107987140B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 方中明;朱煒;黃瑋婷;呂凱;汪杰
• 申請（專利權）人: 武漢生物工程學院
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭勁松

本發明公開了赤霉素運輸基因OsNPF3.1在提高水稻產量中的應用，屬于植物基因工程領域。OsNPF3.1基因編碼蛋白質的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，cDNA序列如SEQ ID NO.2所示。本發明通過構建水稻OsNPF3.1基因超表達植株、OsNPF3.1基因突變體植株，發現通過缺失OsNPF3.1基因表達，可以使正常的水稻分蘗數和有效穗數增加，單株灌漿粒數和單株產量增加，而提高基因OsNPF3.1表達降低了單株水稻產量。因此OsNPF3.1基因可用于提高水稻產量。OsNPF3.1基因在闡述氮素影響植物生長及發育過程方面以及在水稻株型改良方面具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域，具體涉及赤霉素運輸基因OsNPF3.1在提高水稻產量中的應用。

背景技術

赤霉素是一類雙萜酸化合物，作為植物激素不但可以調控植物體內眾多基因的表達，而且可以影響高等植物生活史的各個階段，如種子萌發、莖的伸長、花器官的誘導和發育、種子和果實的形成等。赤霉素的生物合成具有明顯的器官特異性，并受發育階段控制。

赤霉素的生物合成主要方式是控制赤霉素合成及分解相關的基因表達。如主要的控制點是后期階段催化GA代謝的3個雙加氧酶(GA20ox、GA2ox和GA3ox)[邢超，陳永勝，李躍等.赤霉素代謝和信息轉導及其對植株表型的影響研究進展.安徽農業科學，2015,43(35):225-226]。赤霉素生物合成路徑為：高等植物以3-磷酸甘油醛或丙酮酸為前體，首先在原質體內由環化酶催化形成貝殼杉烯；然后貝殼杉烯轉移到內質網，在依賴細胞色素P450的單加氧酶的作用下轉化成GA12-醛；最后轉入細胞質由依賴2-酮戊二酸的雙加氧酶催化成各種GAs最終產物[王榮.赤霉素信號轉導的中間組分研究.生物學雜志，2007,24(2):5-8]。在植物中，GA的生物合成途徑根據合成酶的特征被分為3個步驟：①GAS合成的前體——牻牛兒牻牛兒焦磷酸的形成途徑；②GA12-7-醛的合成；③由GA12-7-醛合成其他GAS[袁高峰.赤霉素信號轉導研究進展.細胞生物學雜志，2003,25(2):90-94]。

赤霉素不僅可以調控種子的發芽、幼苗生長，還可以調控植物體內可溶性糖和可溶性蛋白質含量，進而調控C/N[戴忠良，潘躍平，肖燕等.不同濃度赤霉素處理對結球甘藍抽薹和開花的影響.上海農業學報，2010,26(4):69-71]。如GA3處理可使君子蘭葉片可溶性蛋白質和全氮含量降低[徐東昱，徐眾帥.赤霉素對君子蘭開花及可溶性糖和蛋白質含量的影響.安徽農業科學，2010,(14):7220-7222]。赤霉素通過對根尖莖向生長的負調控作用，來實現對根尖分身組織生長發育的負調控作用[鈕世輝，李偉，陳曉陽.赤霉素對根尖徑向生長的調節作用研究.北京林業大學學報，2013,35(3):71-76]。