[发明专利]水稻OsMADS25基因在促进直根系植物侧根生长中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，尤其涉及水稻OsMADS25基因在促进直根系植物侧根生长中的应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，我国是世界上最大的水稻生产和消费国。杂种优势的成功利用使得水稻产量得到了极大的提高，为解决世界范围内的粮食危机做出了巨大的贡献。但是，自20世纪80年代以来，杂交水稻的产量就处于徘徊不前的局面。氮肥在水稻生产中的投入正成为增产的有力措施之一，但是大量氮肥的投入，不仅降低了氮素利用效率，同时也带来了资源的浪费以及水体的富营养化等一系列环境问题。目前人们在两个方面进行调节来提高氮素利用效率，一是提高根质膜对NH₄⁺的吸收能力；二是改进对氮敏感性高的根部结构，即扩大根的吸收面积。因此，研究水稻根系响应氮素营养的分子机制，充分挖掘水稻自身吸收利用氮素的潜力以提高水稻氮素利用效率，不仅对于解释植物根系生长的可塑性具有重要的理论意义，而且对于提高水稻单位面积的产量具有重要的生产实践价值。

根系作为植物的一个重要的吸收、合成、固定和支持器官，在作物的生长发育过程中起着重要的作用，健壮的根系能够为植物生长提供充足的养分和水分，是植物高产的基础。目前，国际上己将根系研究作为进一步提高农作物生产力的一个极具潜力的基础性科研课题。

水稻根系既是吸收养分和水分的重要器官，也是很多物质同化、转化或合成的场所，还是与地上部进行物质交流的代谢器官。其生长情况与活力会直接影响整个水稻的生长发育、营养水平和产量水平。并且，在资源富集的条件下，根系分枝的增加与提高环境中的资源精确吸收利用密切相关，所以对于根系吸收营养机制的研究非常依赖于对于内在和外在的营养因子如何影响根系分枝的了解。

上述研究结果虽然为研究氮素对水稻根的形态建成及根系对氮素的吸收利用积累了非常有价值的原始资料，但是这些研究大多数都集中在现象的观察和物质含量的变化测定方面，而没有深刻解释变化的内因，因此离认识氮素与水稻根系的生长之间的关系的本质还存在很大的距离。因此，借鉴模式植物中养分吸收利用研究的思路和技术手段，分离和鉴定水稻中与氮素吸收相关的关键基因，对于阐明水稻的氮素吸收利用及其调节的分子机制具有重要的理论意义，同时也对利用现代生物技术手段培育氮素高效吸收利用的水稻新品种具有潜在的实践价值。

发明内容

本发明提供了水稻OsMADS25基因在促进直根系植物侧根生长中的应用，在拟南芥等直根系植物中外源表达水稻OsMADS25基因能够促进侧根的发生和生长。

水稻OsMADS25基因在促进直根系植物侧根生长中的应用，所述水稻OsMADS25基因的碱基序列如SEQ ID No.1所示。

所述应用包括：

(1)将所述水稻OsMADS25基因连入植物表达载体中，构建得到重组表达载体；

(2)将所述重组表达载体转化受体植物。

重组表达载体的构建可采用常规方法，如可采用Gateway系统(Invitrogen公司)将水稻OsMADS25基因连入植物表达载体中。

所述植物表达载体可选用pH2GW7或pK2GW7。

转化受体植物时，可采用农杆菌介导转化的方法，所述农杆菌具体可以为农杆菌GV3101、EHA105等。

本发明中，所述受体植物为拟南芥等直根系植物；所述拟南芥为Columbia型。

利用所述水稻OsMADS25基因对拟南芥等直根系植物进行遗传转化，经测试发现，转基因植株第一侧根的发生时间较野生型提前了，主根和侧根的生长速度比野生型要快，从而能够促进直根系植物幼苗的早期生长发育。

本发明还提供了一种重组表达载体，包括原始载体和插入所述原始载体的目的基因，所述目的基因的碱基序列如SEQ ID No.1所示。所述重组表达载体的构建方法同上。

所述重组表达载体中，启动所述水稻基因OsMADS25表达的启动子为强启动子。作为优选，所述强启动子为35S。强启动子能够有效提高外缘基因的表达水稻，启动水稻OsMADS25基因过表达，可促进侧根的发生和生长。

所述原始载体即为上述的植物表达载体，可选用pH2GW7或pK2GW7。

本发明还提供了一种包含所述重组表达载体的转化子。所述转化子的宿主菌可以为农杆菌，具体可以为农杆菌GV3101或EHA105。

利用所述转化子侵染受体植物，即可实现重组表达载体向受体植物的转化。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：