[发明专利]赤霉素运输基因OsNPF3.1在提高水稻产量中的应用

说明书

本发明公开了赤霉素运输基因OsNPF3.1在提高水稻产量中的应用，属于植物基因工程领域。OsNPF3.1基因编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，cDNA序列如SEQ ID NO.2所示。本发明通过构建水稻OsNPF3.1基因超表达植株、OsNPF3.1基因突变体植株，发现通过缺失OsNPF3.1基因表达，可以使正常的水稻分蘖数和有效穗数增加，单株灌浆粒数和单株产量增加，而提高基因OsNPF3.1表达降低了单株水稻产量。因此OsNPF3.1基因可用于提高水稻产量。OsNPF3.1基因在阐述氮素影响植物生长及发育过程方面以及在水稻株型改良方面具有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及赤霉素运输基因OsNPF3.1在提高水稻产量中的应用。

背景技术

赤霉素是一类双萜酸化合物，作为植物激素不但可以调控植物体内众多基因的表达，而且可以影响高等植物生活史的各个阶段，如种子萌发、茎的伸长、花器官的诱导和发育、种子和果实的形成等。赤霉素的生物合成具有明显的器官特异性，并受发育阶段控制。

赤霉素的生物合成主要方式是控制赤霉素合成及分解相关的基因表达。如主要的控制点是后期阶段催化GA代谢的3个双加氧酶(GA20ox、GA2ox和GA3ox)[邢超，陈永胜，李跃等.赤霉素代谢和信息转导及其对植株表型的影响研究进展.安徽农业科学，2015,43(35):225-226]。赤霉素生物合成路径为：高等植物以3-磷酸甘油醛或丙酮酸为前体，首先在原质体内由环化酶催化形成贝壳杉烯；然后贝壳杉烯转移到内质网，在依赖细胞色素P450的单加氧酶的作用下转化成GA12-醛；最后转入细胞质由依赖2-酮戊二酸的双加氧酶催化成各种GAs最终产物[王荣.赤霉素信号转导的中间组分研究.生物学杂志，2007,24(2):5-8]。在植物中，GA的生物合成途径根据合成酶的特征被分为3个步骤：①GAS合成的前体——牻牛儿牻牛儿焦磷酸的形成途径；②GA12-7-醛的合成；③由GA12-7-醛合成其他GAS[袁高峰.赤霉素信号转导研究进展.细胞生物学杂志，2003,25(2):90-94]。

赤霉素不仅可以调控种子的发芽、幼苗生长，还可以调控植物体内可溶性糖和可溶性蛋白质含量，进而调控C/N[戴忠良，潘跃平，肖燕等.不同浓度赤霉素处理对结球甘蓝抽薹和开花的影响.上海农业学报，2010,26(4):69-71]。如GA3处理可使君子兰叶片可溶性蛋白质和全氮含量降低[徐东昱，徐众帅.赤霉素对君子兰开花及可溶性糖和蛋白质含量的影响.安徽农业科学，2010,(14):7220-7222]。赤霉素通过对根尖茎向生长的负调控作用，来实现对根尖分身组织生长发育的负调控作用[钮世辉，李伟，陈晓阳.赤霉素对根尖径向生长的调节作用研究.北京林业大学学报，2013,35(3):71-76]。