[发明专利]OsNRT2.3b在提高产量与稻米品质中的应用

说明书

本发明公开了OsNRT2.3b在提高产量与稻米品质中的应用。不同肥料处理条件下，总体OsNRT2.3b超表达材料的有效分蘖、单穗重、单株产量、糙米率、整精米率高于日本晴野生型；水分含量和长宽比高于日本晴野生型，垩白粒率和垩白度均低于日本晴野生型。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，涉及OsNRT2.3b在提高产量与稻米品质中的应用。

背景技术

稻米(Oryza sativa L.)是数十亿人的重要主食(Zeng,et al.,2017)。作为一个农业大国，我国是世界上最早种植水稻的国家之一，目前也是我国最重要的粮食作物之一(陈立刚,2019,司徒淞,等，2000)。长期以来，为提高水稻产量，农户一直把施肥作为水稻生产最重要的物化技术措施。我国传统农业十分重视有机肥的使用，它具有促进作物增产、改善品质、提升土壤质量等作用，但存在肥效慢、养分含量低、施用量大费劳力及增产效果差等缺点(周江明，2012)。无机肥虽有增产快、养分高、用量少等优点，但当前因农户过度施用已造成粮食生产成本高、土壤质量退化、农业面源污染严重等问题。人民的生活水平有了很大提高，这也直接导致了人们对稻米品质的要求越来越高，粮食数量与质量二者结构性矛盾愈发明显，因此要从关键环节肥料入手，以解决“稻强米弱”的现象(徐年龙等，2018)。

在作物所有必需营养元素中，氮是限制植物生长和形成产量的首要因素。氮(N)素是作物从土壤中吸收量最多的元素，其对作物的生命活动和产量形成具有重要意义。近年来人们从分子水平上对硝态氮的吸收系统进行了大量研究。已发现两类基因NRT1和NRT2分别于与低亲和硝态氮转运系统(LATS)和高亲和硝态氮转运系统(HATS)有关。对于某些高亲和硝酸盐运输蛋白需要其伴侣蛋白调控其活性，拟南芥(AtNRT2.1)、大麦(HvNRT2.1)以及水稻(OsNRT2.1、 OsNRT2.2和OsNRT2.3a)等运输蛋白都需要在NAR2蛋白存在条件下才具有硝酸盐运输活性，NRT2家族基因一般具有11至12次跨膜，水稻原生质体亚细胞定位实验表明 OsNRT2.3a和OsNRT2.3b都是细胞质膜定位的跨膜蛋白，跨膜结构预测表明OsNRT2.3a和OsNRT2.3b都具有典型的硝酸盐运输蛋白跨膜结构。OsNRT2.3b在叶片和根系均表达，表达量都很低，叶片中表达丰度相对根系较高，且表达不受外界氮浓度及形态影响。

发明内容

本发明的目的是提供OsNRT2.3b在提高产量与稻米品质中的应用。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

OsNRT2.3b在提高产量与稻米品质中的应用。所述的OsNRT2.3b基因在NCBI数据库中登录号为：AK072215。

OsNRT2.3b的超表达载体在提高水稻产量与稻米品质上的应用。

利用超表达技术获得的OsNRT2.3b超表达材料在不同肥料处理条件下能够提高产量和稻米品质。

有益效果：

1、本发明通过系统研究，首次发现了不同肥料处理和OsNRT2.3b超表达材料在水稻株高、有效分蘖、生物量、单穗重、结实率、千粒重、单株穗重等农艺形状上存在不同程度的互作效应。首次发现不同肥料处理和水稻材料互作OsNRT2.3b超表达材料的有效分蘖、单穗重、单株产量产生极显著性差异；不同肥料处理条件下，OsNRT2.3b 超表达材料的地上部生物量、有效分蘖、单穗重、单株产量显著高于日本晴野生型 (WT-N)(图1、表1)。

2、本发明通过系统研究，首次发现了不同肥料处理和OsNRT2.3b超表达材料的碾磨品质(糙米率、精米率、整精米率)存在不同程度的互作效应。首次发现不同肥料处理条件下，总体OsNRT2.3b超表达材料的糙米率、整精米率高于日本晴野生型(WT-N) (表2)。