[發明專利]重組表達載體及其在增加水稻產量和降低鎘濃度上應用

有效

• 申請號: 201810930963.X
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN108977460B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 陳景光;李暢;孟麗君;葉國友
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院深圳農業基因組研究所
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發明公開了一種重組表達載體及其在增加水稻產量和降低鎘濃度上應用，該重組表達載體含有水稻基因OsNAR2.1的啟動子和水稻基因OsAMT1.1，所述水稻基因OsNAR2.1的啟動子核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，水稻基因OsAMT1.1的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。本發明的重組表達載體能顯著提高水稻的生長，增加水稻的籽粒產量，降低水稻籽粒中鎘濃度。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，涉及一種含水稻基因OsNAR2.1的啟動子和水稻基因OsAMT1.1的重組表達載體及其應用。

背景技術

氮素是作物重要的大量營養元素之一，參與生物體各種代謝過程。它是植物體中很多生命物質的組成成分，比如：氨基酸、蛋白質、核酸、酶、葉綠素等。氮分別占植物體干重的1.5－2％和植物總蛋白的16％(Frink CR.,Waggoner PE.and Ausubel JH.Nitrogenfertilizer:retrospect and prospect.Proc.Nati.Acad.Sci.USA.1999.96:1175～1180.)。目前，中國氮肥用量占全球氮肥用量的30％(彭少兵,黃見良,鐘旭華,楊建昌,王光火,鄒應斌,張福鎖,朱慶森,Roland Buresh,Christian Witt.提高中國稻田氮肥利用率的研究策略.中國農業科學.2002,35(9):1095～1103.)，成為世界第一大消費國。其中水稻田中氮肥的施用量超過其它任何農作物，氮肥的損失量占施肥總量的70％。我國普遍存在著由于氮肥利用率低和大量的氮素損失導致的一系列環境問題。

鎘被認為是強致癌物質，它在人體的潛伏可以長達10-30年，甚至影響下一代的健康。近些年，市場上出現了大量的“鎘米”，“鎘米”之所以出現，一個重要的原因就是隨著工業化的迅猛發展，含“鎘”等重金屬的污染物通過各種途徑進入水稻生產區的土壤，造成大米重金屬嚴重超標等現象(Clemens S.,Aarts MGM.,Thomine S.,Verbruggen N.Plantscience:The key to preventing slow cadmium poisoning.Trends PlantSci.2013.18:92–99；Sebastian A.,Prasad MNV.Cadmium minimization in rice.A review.Agron.Sustain.Dev.2014.34:155–173)。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為：如何提供一種重組表達載體，提高水稻產量。

本發明的技術方案為：一種重組表達載體，含有水稻基因OsNAR2.1的啟動子和水稻基因OsAMT1.1，所述水稻基因OsNAR2.1的啟動子核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，水稻基因OsAMT1.1的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。

進一步地，重組表達載體中載體為pTCK303質粒載體。

進一步地，重組表達載體中含有增強子或報告基因。

進一步地，增強子為轉錄增強子或翻譯增強子。

進一步地，報告基因為抗生素抗性基因、GUS報告基因或熒光素酶報告基因。

本發明的重組表達載體在提高水稻的生長或/和提高水稻產量或/和降低水稻鎘濃度上的應用。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、通過系統研究，首次公開了日本晴水稻轉水稻基因OsNAR2.1啟動子啟動水稻基因OsAMT1.1可以增加水稻苗期的生物量，與對照相比，轉基因株系的根重和地上部干重分別增加了約42.1％和38.6％。

2、本發明的水稻基因OsNAR2.1啟動子啟動水稻基因OsAMT1.1的轉基因植株，與對照相比，轉基因水稻的總分蘗、有效分蘗、穗長、單穗重、結實率和單株穗重都顯著增加，轉基因水稻田間產量增加18.3％-22.7％，總生物量增加19.2％-21.2％。