[发明专利]水稻基因OsNAR2.1在抗旱方面的应用

说明书

本发明公开了水稻基因OsNAR2.1在抗旱方面的应用，属于基因工程领域。水稻基因OsNAR2.1的cDNA序列SEQ ID NO.1及其编码的氨基酸序列SEQ ID NO.2。本发明基因功能在水稻中首次报道，该基因的敲除突变体能显著降低水稻的抗旱性，过量表达该基因，能显著提高水稻在水分胁迫条件下的水分利用效率，光合利用效率，增加水稻的抗旱性。

技术领域

本发明公开了水稻基因OsNAR2.1在抗旱方面的应用，属于基因工程领域。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是世界上超过一半人口的主食，并且需要不断增加水稻产量以满足未来人口增长所带来的日益增长的粮食需求。在许多农业地区，干旱是光合作用和植物生长的两个主要限制性环境因素(Sharp,R.E.,Poroyko,V.,Hejlek,L.G.,Spollen,W.G.,Springer,G.K.,Bohnert,H.J.,Nguyen.H.T.Root growth maintenanceduring water deficits:physiology to functional genomics.J.Exp.Bot.2004.55,2343–2351)。生物胁迫，特别是干旱是植物生长、发育和农业生产的重要限制因素。一些研究表明，干旱胁迫强烈影响生长和氮代谢(Allahverdiyev,T.(2016)Impact of soilwater deficit on some physiological parameters of durum and bread wheatgenotypes.Agricult Forest.62,131–144)。

常规栽培的水稻多处于淹水的环境中，干旱是限制水稻生产的主要因素之一。提高水稻水分利用率是节水灌溉农业生产系统中备受关注的主要问题(林贤清,周伟军,朱德峰,等.稻田水分管理方式对水稻光合速率和水分利用效率的影响.中国水稻科学,2004,18(4):333-338)。在一些植物如棉花和芸苔中，氮施用可以在一定程度上促进抗旱性(Pan,X.,Lada,R.R.,Caldwell,C.D.,Falk,K.C.Water-stress and N-nutrition effects onphotosynthesis and growth of Brassica carinata.Photosynthetica.2011.49,309–315.)。OsNAR2.1在水稻吸收硝酸盐的途径中起到重要作用，我们发现水稻过量表达OsNAR2.1在水分胁迫的条件下能显著提高的光合效率，水分利用效率，水稻的抗旱性。

发明内容

本发明的目的提供水稻基因OsNAR2.1的序列及其应用，该基因可作为目的基因在水稻中过量表达，可提高水稻在水分胁迫的条件下的光合效率，水分利用效率，抗旱性。

本发明提供了水稻基因OsNAR2.1，其核苷酸序列为SEQ ID NO.1，共621bp。该基因表达产物为水稻高亲和硝酸盐运输蛋白OsNAR2.1，其氨基酸序列为SEQ ID NO.2,共206个氨基酸。OsNAR2.1的基因工程可以在水稻水分胁迫的条件下提高水稻的光合效率，水分利用效率，抗旱性方面应用。

核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示的水稻OsNAR2.1基因的超表达载体。

核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示的水稻OsNAR2.1基因在提高植物抗旱性中的应用。

核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示的水稻OsNAR2.1基因在增加水稻在干旱胁迫下的水分利用效率，光合速率和增加水稻的抗旱性方面的应用。

有益效果：

1、本发明公开水稻高亲和硝酸盐运输蛋白基因OsNAR2.1序列及其所编码的蛋白质。qRT-PCR表达分析表明OsNAR2.1基因受10％PEG的强烈表达(图1)。