促进水稻有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种促进水稻有效穗数提高的氮运输基因

【技术实现步骤摘要】
促进水稻有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b及其应用
本专利技术属于植物基因工程领域，具体涉及氮运输基因OsNPF2.4b能够促进水稻有效穗的提高。
技术介绍
植物通过吸收土壤中的氨、硝酸根、氨基酸、可溶性肽等来获得氮素；氮的吸收和转运主要依靠铵根运输蛋白(AMT)、硝酸根运输蛋白(NRT)、氨基酸运输蛋白(AAT)、肽运输蛋白(PTR)等运输蛋白来完成(WilliamsL,MillerA.Transportersresponsiblefortheuptakeandpartitioningofnitrogenoussolutes.AnnuRevPlantBiolandPlantMolBiol,2001,52:659-688.)。铵通过植物AMT吸收后再通过谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合酶(GOGAT)合成谷氨酰胺和谷氨酸，后者再进一步形成其它氨基酸(SonodaY,IkedaA,SaikiS,etal.FeedbackregulationoftheammoniumtransportergenefamilyAMT1byglutamineinrice.PlantCellPhysiol,2003,44:1396-1402.)。植物可通过高亲和转运系统(HATS)的NRT2和低亲和转运系统(LATS)的NRT1吸收环境中的硝酸盐，由硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)还原形成铵，再进一步形成氨基酸(Paungfoo-LonhienneC,LonhienneTG,RentschD,etal.Plantscanuseproteinasanitrogensourcewithoutassistancefromotherorganisms.PNAS,2008,105:4524-4529.)。NRT1/PTR家族(NRT1/PTRfamily,NPF)是指能够介导2-3个氨基酸残基的小分子肽及硝酸根等物质进行跨膜运输的蛋白(RentschD,SchmidtS,TegederM.Transportersforuptakeandallocationoforganicnitrogencompoundsinplants.FEBSLet,2007,581:2281-2289)。NRT1/PTR家族成员参与了植株生长发育，及种子形成过程中蛋白质的积累和萌发中蛋白降解后小分子多肽形式转运(MartreP,PorterJR,JamiesonPD,etal.Modelinggrainnitrogenaccumulationandproteincompositiontounderstandthesink/sourceregulationsofnitrogenremobilizationforwheat.PlantPhysiol,2003,133:1959-1967)。水稻NPF家族部分成员能够促进植物生长，提高生物量和产量。在水稻中超表达OsNPF8.20基因能够增加铵的吸收，提高分蘖数(FangZM,XiaKF,YangX,etal.AlteredexpressionofthePTR/NRT1homologueOsPTR9affectsnitrogenutilizationefficiency,growthandgrainyieldinrice.PlantBiotechJ,2013,11:446-458)。OsNPF6.5基因编码硝酸根转运蛋白，能够影响硝酸根的吸收、转运和同化等各个环节，并影响水稻分蘖数(HuB,WangW,OuS,etal.VariationinNRT1.1Bcontributestonitrate-usedivergencebetweenricesubspecies.NatureGenetics,2015,47:834-838)。OsNPF7.2对硝酸根有低亲和运输，能够在高浓度硝酸根下影响植株根生长(HuR,QiuD,ChenY,etal.Knock-downofatonoplastlocalizedlow-affinitynitratetransporterOsNPF7.2affectsricegrowthunderhighnitratesupply.Frontiersinplantscience,2016,7)。近期有研究表明，超表达高亲和硝酸根运输基因OsNRT2.3b能促进水稻生长，提高氮利用效率，增加产量(FanX,TangZ,TanY,etal.OverexpressionofapH-sensitivenitratetransporterinriceincreasescropyields.PNAS,2016,113:7118-7123)。本专利技术涉及的OsNPF2.4b是水稻NPF基因家族基因OsNPF2.4经过转录后加工剪接形成的一个短的转录本形式。本专利技术发现OsNPF2.4b基因对水稻有效穗的影响有重要的作用，可应用于植物水稻氮利用效率的提高，水稻株型改良和产量提高。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种促进水稻分蘖数和有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b及其应用。本专利技术的第一方面，提供一种促进水稻分蘖数和有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b，该基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示。应该理解为，在不影响OsNPF2.4b蛋白活性的前提下(即不在蛋白的活性中心)，本领域技术人员可对SEQIDNO.1所示的氨基酸序列进行各种取代、添加和/或缺失一个或几个氨基酸获得具有同等功能的氨基酸序列。因此，本专利技术的水稻OsNPF2.4b基因编码的蛋白质还包括SEQIDNO.1所示氨基酸序列经取代、替换和/或增加一个或几个氨基酸，具有同等活性的水稻OsNPF2.4b基因编码的蛋白质。进一步地，本专利技术提供基因OsNPF2.4b的cDNA的核苷酸序列SEQIDNO.2。应理解，考虑到密码子的简并性以及不同物种密码子的偏爱性，本领域技术人员可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子而得到基因OsNPF2.4b的cDNA的核苷酸序列。进一步地，本专利技术提供一种包括上述cDNA多核苷酸的正义序列或反义序列或其片段的克隆载体或表达载体、含有所述载体的宿主细胞、含有所述核苷酸序列或其片段的转化的植物细胞和转基因植物。本专利技术的第二方面，提供基因OsNPF2.4b在水稻选育中的应用，所述水稻选育为提高水稻分蘖数、有效穗数，从而提高产量。本专利技术的第三方面，提供一种促进水稻有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b转基因植株的检测试剂盒，通过实时荧光定量PCR，以待检转基因水稻cDNA为模板，利用所述引物对扩增，检测OsNPF2.4b基因的表达量，所述引物对为：F2：5'-GTTTGGGTGTGCAGGGAACG-3'(SEQIDNO.5)，R2：5'-TAGCGGCCGAGGTAGGCGTC-3'(SEQIDNO.6)。若转基因植株OsNPF2.4b基因的表达量与对照中花11相比显著升高，则说明是转基因阳性植株。实现本专利技术的技术如下：本专利技术以水稻氮运输基因OsNPF2.4b为对象，从水稻中花11中克隆了OsNPF2.4b的cDNA序列。通过构建OsNPF2.4b的超表达载体，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种促进水稻分蘖数和有效穗数提高的氮运输基因

【技术特征摘要】
1.一种促进水稻分蘖数和有效穗数提高的氮运输基因OsNPF2.4b，其特征在于，该基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQIDNO.1所示。2.编码权利要求1所述的基因OsNPF2.4b的cDNA，其特征在于：所述cDNA序列为如SEQIDNO.2所示的多核苷酸。3.含有权利要求2所述cDNA的载体。4.含有权利要求3所述载体的宿主。5.权利要求2所述的多核苷酸、权利要求3所述载体或权利要求4所述的宿主在制备转基因植物中的应用。6.权利要求1所述的OsNPF2...

【专利技术属性】
技术研发人员：方中明，黄玮婷，吕凯，汪杰，
申请(专利权)人：武汉生物工程学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42