水稻氮高效利用基因OsNLP6及其编码蛋白和应用

本发明涉及植物基因工程，尤其是涉及水稻氮高效利用基因osnlp6及其编码蛋白和应用。

背景技术：

1、水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球约半数以上人口以稻米为主食。氮素是水稻生长发育和产量形成的重要限制因子，在水稻生命活动、物质生产、产量形成及稻米品质中发挥巨大作用。水稻吸收的氮素主要为铵态氮，但由于根际硝化作用，约40%的氮素以硝态氮形式被吸收。虽然大量施氮可以在一定程度上提高水稻产量，但我国79%的水稻产量增势已趋于停滞，氮素利用率随着施氮水平的增加趋于平缓，过量使用氮肥不仅增加成本、降低稻米品质，还造成了一系列生态环境问题，限制了氮素营养潜力的充分发挥。因此，提高氮素利用效率（nue）有利于水稻高产稳产，对保障国家粮食安全、保护生态环境、提高农民收益及实现农业稳定可持续发展等具有重要意义，而挖掘、利用水稻种质资源中nue相关的优异遗传资源及基因型是解决上述难题最经济有效的途径。

2、氮素的高效利用主要由氮素的吸收效率和利用效率决定。氮素的吸收效率指作物吸收土壤中ｎ素的力能；氮素的利用效率是指作物将ｎ素转化成产物的能力。如何提高氮素的利用效率，减少氮素投入成为当前急切需要解决的问题。不同作物中氮素利用效率是不一致的，氮素的利用效率不仅仅是某个作物的特性，而是整个作物系统的特性，土壤中的有效氮含量、作物的田间管理、不同的轮作方式以及环境条件等都会影响作物对氮素的吸收与利用。因此，通过选育氮髙效利用的作物品种是提高氮素利用率最经济有效的手段。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供水稻氮高效利用基因osnlp6及其编码蛋白和应用，osnlp6基因可以促进植物对氮的吸收和利用，尤其是能够提升水稻对氮素的吸收利用效率，可以用于培育氮素利用效率高的水稻新品种，为水稻的育种奠定基础。

2、为实现上述目的，本发明提供了水稻氮高效利用基因osnlp6及其编码蛋白和应用，氮高效利用基因osnlp6，其核苷酸序列如seq id no.1所示。

3、本发明还提供了多肽，其编码基因如seq id no.1所示，其氨基酸序列如seq idno.2所示。

4、本发明还提供了包含氮高效利用基因osnlp6的氮高效利用基因的重组表达载体。

5、本发明还提供了包含氮高效利用基因osnlp6或重组表达载体的宿主细胞，其中宿主细胞为微生物细胞。

6、进一步地，微生物细胞为大肠杆菌细胞或农杆菌细胞。

7、本发明还提供了水稻氮高效利用基因osnlp6或重组载体在培育提高氮利用效率植物中的应用。

8、进一步地，应用环境为低氮和/或高氮生长条件。

9、本发明还提供了培育提高氮利用效率植物的方法，包括以下步骤：将基因osnlp6或其活性片段或重组载体导入植物细胞，得到转基因植株；

10、或将包含基因osnlp6或其活性片段的植株与另一植株杂交获得含有基因osnlp6或活性片段的杂交后代植株。

11、与未导入基因osnlp6或其活性片段或重组表达载体的对照植株或未杂交的植株相比，转基因植株和杂交后代植株的氮利用效率提高。

12、进一步地，方法还包括，在导入植物细胞之前将基因osnlp6针对植物的密码子应用进行密码子优化。

13、进一步地，植物选自水稻、玉米、小麦、棉花、油菜、大豆、或拟南芥，优选水稻。

14、进一步地，基因osnlp6或其活性片段在转基因植株中过表达。

15、进一步地，转基因植株或杂交后代植株在低氮和/或高氮生长条件下具有生长优势。

16、进一步地，转基因植株或杂交后代植株的产量提高。

17、本发明所述的水稻氮高效利用基因osnlp6及其编码蛋白和应用的优点和积极效果是：

18、osnlp6基因可以促进植物对氮的吸收和利用，尤其是能够提升水稻对氮素的吸收利用效率，可以用于培育氮素利用效率高的水稻新品种，为水稻的育种奠定基础。

19、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.水稻氮高效利用基因osnlp6，其特征在于：其核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.多肽，其特征在于：其编码基因如seq id no.1所示，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.包含权利要求1所述的水稻氮高效利用基因osnlp6的重组载体。

4.包含权利要求1所述的水稻氮高效利用基因osnlp6或权利要求3所述的重组载体的宿主细胞，其特征在于：宿主细胞为微生物细胞。

5.根据权利要求4所述的宿主细胞，其特征在于：微生物细胞为大肠杆菌细胞或农杆菌细胞。

6.如权利要求1所述的水稻氮高效利用基因osnlp6或权利要求3所述的重组载体在培育提高氮利用效率植物中的应用。

7.培育提高氮利用效率植物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：还包括，在导入植物细胞前将基因osnlp6针对植物的密码子应用进行密码子优化。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：植物或植株包括水稻、拟南芥、玉米、小麦、棉花、油菜或大豆。

技术总结
本发明公开了水稻氮高效利用基因OsNLP6及其编码蛋白和应用，涉及植物基因工程技术领域。水稻氮高效利用基因OsNLP6，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。多肽，其编码基因如SEQ ID NO.1所示，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明采用上述的水稻氮高效利用基因OsNLP6及其编码蛋白和应用，OsNLP6基因可以促进植物对氮的吸收和利用，尤其是能够提升水稻对氮素的吸收利用效率，可以用于培育氮素利用效率高的水稻新品种，为水稻的育种奠定基础。

技术研发人员：辛威,王梦鸽,王敬国,刘化龙,郑洪亮,杨洛淼,邹悦,邹德堂
受保护的技术使用者：东北农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19