[發(fā)明專利]OsNRT2.3b在提高產(chǎn)量與稻米品質(zhì)中的應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010729271.6
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111793633B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 范曉榮;趙利梅;錢開蕓
• 申請（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/84;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

本發(fā)明公開了OsNRT2.3b在提高產(chǎn)量與稻米品質(zhì)中的應用。不同肥料處理條件下，總體OsNRT2.3b超表達材料的有效分蘗、單穗重、單株產(chǎn)量、糙米率、整精米率高于日本晴野生型；水分含量和長寬比高于日本晴野生型，堊白粒率和堊白度均低于日本晴野生型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及OsNRT2.3b在提高產(chǎn)量與稻米品質(zhì)中的應用。

背景技術(shù)

稻米(Oryza sativa L.)是數(shù)十億人的重要主食(Zeng,et al.,2017)。作為一個農(nóng)業(yè)大國，我國是世界上最早種植水稻的國家之一，目前也是我國最重要的糧食作物之一(陳立剛,2019,司徒淞,等，2000)。長期以來，為提高水稻產(chǎn)量，農(nóng)戶一直把施肥作為水稻生產(chǎn)最重要的物化技術(shù)措施。我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)十分重視有機肥的使用，它具有促進作物增產(chǎn)、改善品質(zhì)、提升土壤質(zhì)量等作用，但存在肥效慢、養(yǎng)分含量低、施用量大費勞力及增產(chǎn)效果差等缺點(周江明，2012)。無機肥雖有增產(chǎn)快、養(yǎng)分高、用量少等優(yōu)點，但當前因農(nóng)戶過度施用已造成糧食生產(chǎn)成本高、土壤質(zhì)量退化、農(nóng)業(yè)面源污染嚴重等問題。人民的生活水平有了很大提高，這也直接導致了人們對稻米品質(zhì)的要求越來越高，糧食數(shù)量與質(zhì)量二者結(jié)構(gòu)性矛盾愈發(fā)明顯，因此要從關(guān)鍵環(huán)節(jié)肥料入手，以解決“稻強米弱”的現(xiàn)象(徐年龍等，2018)。

在作物所有必需營養(yǎng)元素中，氮是限制植物生長和形成產(chǎn)量的首要因素。氮(N)素是作物從土壤中吸收量最多的元素，其對作物的生命活動和產(chǎn)量形成具有重要意義。近年來人們從分子水平上對硝態(tài)氮的吸收系統(tǒng)進行了大量研究。已發(fā)現(xiàn)兩類基因NRT1和NRT2分別于與低親和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)運系統(tǒng)(LATS)和高親和硝態(tài)氮轉(zhuǎn)運系統(tǒng)(HATS)有關(guān)。對于某些高親和硝酸鹽運輸?shù)鞍仔枰浒閭H蛋白調(diào)控其活性，擬南芥(AtNRT2.1)、大麥(HvNRT2.1)以及水稻(OsNRT2.1、 OsNRT2.2和OsNRT2.3a)等運輸?shù)鞍锥夹枰贜AR2蛋白存在條件下才具有硝酸鹽運輸活性，NRT2家族基因一般具有11至12次跨膜，水稻原生質(zhì)體亞細胞定位實驗表明 OsNRT2.3a和OsNRT2.3b都是細胞質(zhì)膜定位的跨膜蛋白，跨膜結(jié)構(gòu)預測表明OsNRT2.3a和OsNRT2.3b都具有典型的硝酸鹽運輸?shù)鞍卓缒そY(jié)構(gòu)。OsNRT2.3b在葉片和根系均表達，表達量都很低，葉片中表達豐度相對根系較高，且表達不受外界氮濃度及形態(tài)影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供OsNRT2.3b在提高產(chǎn)量與稻米品質(zhì)中的應用。

本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

OsNRT2.3b在提高產(chǎn)量與稻米品質(zhì)中的應用。所述的OsNRT2.3b基因在NCBI數(shù)據(jù)庫中登錄號為：AK072215。

OsNRT2.3b的超表達載體在提高水稻產(chǎn)量與稻米品質(zhì)上的應用。

利用超表達技術(shù)獲得的OsNRT2.3b超表達材料在不同肥料處理條件下能夠提高產(chǎn)量和稻米品質(zhì)。

有益效果：

1、本發(fā)明通過系統(tǒng)研究，首次發(fā)現(xiàn)了不同肥料處理和OsNRT2.3b超表達材料在水稻株高、有效分蘗、生物量、單穗重、結(jié)實率、千粒重、單株穗重等農(nóng)藝形狀上存在不同程度的互作效應。首次發(fā)現(xiàn)不同肥料處理和水稻材料互作OsNRT2.3b超表達材料的有效分蘗、單穗重、單株產(chǎn)量產(chǎn)生極顯著性差異；不同肥料處理條件下，OsNRT2.3b 超表達材料的地上部生物量、有效分蘗、單穗重、單株產(chǎn)量顯著高于日本晴野生型 (WT-N)(圖1、表1)。

2、本發(fā)明通過系統(tǒng)研究，首次發(fā)現(xiàn)了不同肥料處理和OsNRT2.3b超表達材料的碾磨品質(zhì)(糙米率、精米率、整精米率)存在不同程度的互作效應。首次發(fā)現(xiàn)不同肥料處理條件下，總體OsNRT2.3b超表達材料的糙米率、整精米率高于日本晴野生型(WT-N) (表2)。