[发明专利]水稻基因ORYsa;Pht1;8 的基因工程应用

说明书

技术领域

本发明属植物基因工程技术领域，公开了水稻基因ORYsa；Pht1；8的基因工程应用，具体涉及一种参与水稻磷酸盐吸收和从营养器官向繁殖器官转运的基因ORYsa；Pht1；8的功能和应用。

背景技术

磷是植物生长发育所必需的第二大营养元素，在植物体内它的含量仅次于氮，通常情况下磷的含量占植物干重的0.05～0.5％(Vance et al.，2003)。它不仅涉及到生物膜及核酸的合成，同时在能量代谢和酶的调控上扮演重要的角色。由于磷素(PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-)在酸性与碱性土壤中的强烈固定作用，使得饱和的土壤溶液中可溶性磷的含量很低(小于10μM)(Bieleski，R.L.Phosphate pools，phosphate transport and phosphate availability.Annu.Rev.Plant Physiol.1973，24，225-252)，远远满足不了植物的生长需要，使其成为植物生长的一大限制性因子。因此植物能否高效利用土壤中少量的可溶性磷对植物生长有着至关重要的影响。

为了提高作物产量，人们大量施用磷肥，这样大大增加了农业成本和农民的负担。改造植物基因型是提高植物吸收利用磷效率的一条行之有效途径。植物磷的吸收转运是逆浓度的主动转运过程，要通过根细胞膜由同一或不同家族的多个磷素转运蛋白调控(Smith FW，Rae AL，Hawkesford MJ.Molecular mechanisms of phosphate and sulphate transportin plants.BiochimBiophys Acta，2000，1465：236-245)。依据介质中有效磷浓度的高低，磷素转运蛋白分为低亲和力和高亲和力两大类(Rausch C，Bucher M.Molecular mechanisms of phosphate transport in plants.Planta，2002，216：23-37)，其中高亲合力磷酸盐转运蛋白担负着缺磷条件下根系吸磷重任，因此人们对高亲合力磷酸盐转运蛋白研究倍受关注，在拟南芥、大麦等很多种植物中相继报道(Stephen R.Mudge，Anne L.Rae，Eugene Diatloff and Frank W.Smith.Expression analysis suggestsnovel roles for members of the Pht1 family of phosphate transporters in Arabidopsis.The PlantJournal，2002，31：341-351；Anne L.Rae，Daisy H.Cybinski，Janine M.Characterization of twophosphate transporters from barley；evidence for diverse function and kinetic properties amongmembers of the Pht1 family.Plant Molecular Biology，2003，53：27-36)。

水稻是我国主要的粮食作物之一，磷元素对水稻优质高产具有重要意义。水稻生长前期在叶片中积累大量的磷，生长后期灌浆转移穗中(Marschner，1995)。到目前为止，还未曾有关于水稻中参与磷从营养器官向繁殖器官转运的磷转运蛋白基因的相关报道。我们的研究发现ORYsa；Pht1；8可提高磷素吸收效率2倍以上，而且在磷从营养器官向繁殖器官的转运过程中起重要作用。

发明内容

本发明的目的是提供水稻基因ORYsa；Pht1；8的工程应用。

本发明的另一目的是提供水稻基因ORYsa；Pht1；8在提高土壤中有效磷利用效率方面的应用。

本发明的又一目的是提供水稻基因ORYsa；Pht1；8在磷从营养器官向繁殖器官的转运方面的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

水稻基因ORYsa；Pht1；8的基因工程应用，其核苷酸序列登录号为AF536968，该基因编码的磷酸盐转运蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO.2，共541个氨基酸。