System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种提高水稻苗期氮吸收速率和耐盐性的基因及其应用制造技术_技高网

一种提高水稻苗期氮吸收速率和耐盐性的基因及其应用制造技术

技术编号:43236478 阅读:2 留言:0更新日期:2024-11-05 17:22
本发明专利技术公开了一种提高水稻苗期氮吸收速率和耐盐性的基因及其应用,在水稻中通过CRISPR‑cas9技术敲除如SEQ ID NO:1所示核苷酸序列,得到突变体水稻。相比于过表达系水稻和野生型水稻幼苗,该突变体水稻幼苗在正常情况下和盐胁迫下具有更高的氮吸收速率;并且该突变体水稻在盐胁迫恢复后的存活率显著高于过表达系和野生型水稻。上述结果说明该基因在提高水稻苗期耐盐性和氮素利用上具有潜在的应用价值,对水稻的氮高效耐盐育种具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水稻育种和基因工程,具体涉及水稻bzr家族基因在提高水稻苗期氮吸收速率和耐盐性方面的应用。


技术介绍

1、土地是人类赖以生存和发展的重要物质基础,然而过度使用化肥和全球日益严重的气候问题,导致环境污染以及土壤盐渍化,人均可耕作面积不断减少。土壤盐渍化是目前农作物面临的最为普遍且严重的非生物胁迫之一,时刻威胁着全球农业生产和粮食安全。

2、农业生产过程中也通过施加氮肥来提高盐碱地粮食的产量。但是,氮肥的长期且大量使用对生态环境也造成了严重破坏,如过度使用尿素不仅会污染农田水体,还会抑制作物生长,不利于绿色农业可持续性发展。因此,在如今盐碱化及农业生产氮素利用不合理并存的环境下,水稻作为我国主要粮食作物之一,需要培育氮高效且耐盐碱的水稻品种。

3、相比于传统筛选后杂交育种的方法,基因编辑技术已成为研究基因功能的高效手段之一,有利于快速对水稻品质及抗逆等性状做出改良。例如通过crispr-cas9技术敲除rst1和ipa1基因均可以提高水稻耐盐性和产量(deng p,jing w,cao c,etal.transcriptional repressor rst1 controls salt tolerance and grain yield inrice by regulating gene expression of asparagine synthetase[j].proc natl acadsci u s a.2022,119(50):e2210338119/jia m,luo n,meng x,et al.osmpk4 promotesphosphorylation and degradation ofipa1 in response to salt stress to confersalt tolerance in rice.j genet genomics.2022,49(8):766-775);此外在田间低氮供应条件下,nhd1突变可以提高水稻总的氮素吸收效率(li k,zhang s,tang s,et al.therice transcription factor nhd1 regulates root growth and nitrogen uptake byactivating nitrogen transporters[j].plant physiol.2022,189(3):1608-1624)。目前还有学者研究表明在适量的硝态氮供应下也可以提高或者恢复水稻的耐盐性(chen h,xun,wu q,et al.osmads27 regulates the root development in a no3--dependentmanner and modulates the salt tolerance in rice(oryza sativa l.)[j].plantsci.2018,277:20-32)。现研究表明,油菜素内酯(brassinosteroids,brs)是植物体内重要的类固醇激素,被称作第六大植物激素。br信号可以直接或间接调控抗逆性、光合作用、细胞分裂分化等生命活动过程,其中bes1家族转录因子是作物体内br信号通路的核心成员之一(wei z,li j.regulation of brassinosteroid homeostasis in higher plants[j].frontiers in plant science,2020,11:583622)。研究表明外施br激素可以调节离子稳态、减少ros以及提高n同化酶活性来提高植物耐盐性(tanveer m,shahzad b,sharma a,etal.24-epibrassinolide;an active brassinolide and its role in salt stresstolerance in plants:a review[j].plant physiol biochem.2018sep;130:69-79)。水稻osbzr3基因作为bes1家族中的成员之一,与水稻n素吸收利用及耐盐性的关系尚不明确,且国内外也未见明确报道。


技术实现思路

1、针对上述问题,本专利技术的目的在于提供一种提高水稻苗期氮吸收速率和耐盐性的基因及其应用,为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:

2、osbzr3基因在提高水稻氮吸收速率和耐盐性方面的应用,在水稻中敲除如seq idno:1所示核苷酸序列,得到osbzr3突变体水稻。

3、优选地,osbzr3基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。

4、优选地,所述osbzr3基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。

5、优选地,所述osbzr3突变体水稻由crispr-cas9系统敲除水稻中的osbzr3基因,产生移码突变得到。

6、优选地,所述osbzr3基因编码的蛋白在调控植物氮吸收速率和植物耐盐性中的应用。

7、优选地,所述调控植物耐盐性包括提高或降低na元素和k元素的比值。

8、优选地,所述调控植物氮吸收速率包括在正常环境或高盐环境下,提高或降低植物氮吸收速率。

9、优选地,水稻品种为日本晴和台中65。

10、本专利技术的有益效果在于:本专利技术敲除水稻中的osbzr3基因,产生移码突变,得到osbzr3突变体水稻。将突变体株系、osbzr3基因过表达株系和野生型株系进行对比,在高盐环境下对突变体株系、过表达株系和野生型株系进行盐胁迫处理,恢复后发现突变体株系的存活率达到60%以上,显著高于过表达株系和野生型株系。对上述三种株系进行氮素吸收率检测,发现突变体株系的氮吸收速率在正常情况和盐胁迫下均可以保持较高水平。上述结果说明水稻的osbzr3基因在提高水稻耐盐性和氮素利用上具有潜在的应用价值,对水稻的抗逆育种具有重要的意义。

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【技术保护点】

1.OsBZR3基因在提高水稻苗期氮吸收速率和耐盐性方面的应用,其特征在于,在水稻中敲除如SEQ ID NO:1所示核苷酸序列,得到OsBZR3突变体水稻。

2.如权利要求1所述的应用,所述OsBZR3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

3.如权利要求2所述的应用,所述OsBZR3基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

4.如权利要求1所述的应用,所述OsBZR3突变体水稻由CRISPR-Cas9系统敲除水稻中的OsBZR3基因,产生移码突变得到。

5.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述OsBZR3基因编码的蛋白在调控植物氮吸收速率和植物耐盐性中的应用。

6.如权利要求5所述的应用,其特征在于,所述调控植物耐盐性包括提高或降低Na元素和K元素的比值。

7.如权利要求5所述的应用,其特征在于,所述调控植物氮吸收速率包括在正常环境或高盐环境下,提高或降低植物氮吸收速率。

8.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述水稻品种为日本晴和台中65。

【技术特征摘要】

1.osbzr3基因在提高水稻苗期氮吸收速率和耐盐性方面的应用,其特征在于,在水稻中敲除如seq id no:1所示核苷酸序列,得到osbzr3突变体水稻。

2.如权利要求1所述的应用,所述osbzr3基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。

3.如权利要求2所述的应用,所述osbzr3基因编码的蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。

4.如权利要求1所述的应用,所述osbzr3突变体水稻由crispr-cas9系统敲除水稻中的os...

【专利技术属性】
技术研发人员:张艳霞杨惠静于航朱欣欣刘向东
申请(专利权)人:华南农业大学
类型:发明
国别省市:

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