[发明专利]一种含水稻基因OsNAR2.1及其启动子的重组表达载体及其应用

说明书

本发明公开了一种含水稻基因OsNAR2.1及其启动子的重组表达载体及其应用。一种重组表达载体，其特征在于含有水稻基因OsNAR2.1的启动子和水稻基因OsNAR2.1；所述的水稻基因OsNAR2.1的启动子核苷酸序列为SEQ ID NO.1，水稻基因OsNAR2.1核苷酸序列为SEQ ID NO.2。本发明所述的重组表达载体在减少水稻田甲烷排放中的应用。本发明首次报道，表达水稻基因OsNAR2.1基因启动子启动基因OsNAR2.1能减少水稻根际土壤产甲烷菌含量，增加甲烷氧化菌含量，降低稻田甲烷的排放方面的应用。

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及一种含水稻基因OsNAR2.1及其启动子的重组表达载体及其应用。

背景技术

甲烷(CH₄)是全球主要的温室气体之一，在全球变暖温室效应中的能力比二氧化碳高出 25倍。此外，CH₄还影响大气的化学和氧化能力(IPCC.Changes in atmosphericconstituents and in radiative forcing.Pp.2.9.2–2.9.3in S.Solomon,D.Qin,andM.Manning,et al.eds.Climate change 2007:the physical sciencebasis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of theIntergovernmental Panel on Climate Change. 2007.Cambridge Univ.Press,Cambridge,U.K.)。

稻田是大气CH₄的主要排放源之一，占总排放量的5％～19％。我国水稻种植面积占全球水稻种植面积的23％，为保障农业生产产量，我国水稻田大量使用氮肥，造成温室气体的排放增加，影响了一系列环境生态效应(Frolking S,Qiu J J,Boles S,etal.Combining remote sensing and ground census data to develop new maps of thedistribution of rice agriculture in China.Global BiogeochemicalCycles.2002.16(4):38-1–38-10.)。有研究表明，稻田施尿素可以增加CH₄的排放(Hu RG，Hatano R，Kusa K，et al.Effect of nitrogen fertilization on methane flux in astructured clay soil cultivated with onion in Central Hokkaido,Japan.SoilSciencePlant Nutrition,2002,48(6):797-804)。尿素的施加能改变水稻根系微生物的丰度(X Fan,H Yu,Q Wu,J Ma,H Xu.et al.Effects of fertilization on microbialabundance and emissions of greenhouse gases(CH₄and N₂O) in rice paddyfields.Ecology and Evolution,2016,6(4):1054)稻田土壤中甲烷产生的唯一生物产生源是产甲烷菌。产甲烷菌的mcrA基因控制CH4产生的最后一步，甲烷氧化菌的pmoA基因则是编码利用CH₄的第一个关键酶，将CH₄氧化为甲醇。

表达水稻基因OsNAR2.1启动子启动水稻基因OsNAR2.1能够显著增加水稻田土壤甲烷氧化菌pmoA基因的表达丰度，减少产甲烷菌mcrA基因的表达丰度，从而降低水稻田甲烷的排放。

发明内容

本发明的目的是提供一种含水稻基因OsNAR2.1及其启动子的重组表达载体。

本发明的另一目的是提供该重组表达载体的应用。