玉米c4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因在提高小麦氮素利用效率中的应用
【专利摘要】本发明公开了玉米C4型磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因在提高小麦氮素利用效率中的应用。本发明提供了C4型植物的pepc或其编码基因或表达该编码基因的重组载体在促进C3型植物对氮的吸收、促进C3型植物根系生长和提高C3型植物产量中的应用。本发明利用基因枪介导法将玉米C4型pepc基因导入普通小麦周麦19，创制出了可稳定遗传与表达，氮素吸收利用效率较受体对照显著提高的转基因小麦材料，为利用该基因改良小麦等C3作物的养分吸收利用效率，选育高产优质节本高效转基因小麦新品种提供了材料和技术支撑。
【专利说明】
玉米C4型磯酸稀醇式丙酬酸錢化酶基因在提高小麦氮素利用 效率中的应用
技术领域
[0001] 本发明设及生物技术领域，尤其设及玉米C4型憐酸締醇式丙酬酸簇化酶基因在提 高小麦氮素利用效率中的应用。
【背景技术】
[0002] 氮是植物生长发育所必需的第一大矿质营养元素。氮肥作为最重要的农业生产投 入品之一，为农作物产量的大幅度提高做出了重要贡献。自上世纪屯十年代W来，我国化肥 施用量迅速增加，目前已成为世界上化肥消费第一大国，其中氮肥占化肥消费比重的60% 左右，每年氮肥用量占全世界氮肥用量的35% W上。化肥的施用量已十分惊人，已显现出对 环境、农业生产力、生产效益和农产品安全十分不利的严峻态势。发达国家规定的化肥施用 量安全上限是225公斤/公顷，我国已制定的生态县标准为250公斤/公顷，但目前我国化肥 实际平均施用量已超过440公斤/公顷。目前，世界发达国家氮肥的平均利用率为40%- 60%，我国却仅为30%-35%。化肥的大量施用已造成了严重的环境污染，我国每年有120万 吨氮流入江河，50万吨氮渗透到地下水中，运些氮主要来自于农业，而农业中有50%来自于 化肥，另外还有300万吨氮由±壤直接进入大气。同时过量的施用化肥还造成农业生产成本 上升和能源消耗的增加，农产品安全问题也日趋严峻。肥料减施已列为国家"十Ξ五"发展 规划和国家中长期发展规划，同时也列为科技部"十Ξ五"提前启动的重大专项。今年1月农 业部通过《化肥使用量零增长行动方案》，力争到2020年，主要农作物化肥施用量实现零增 长。
[0003] 小麦是世界上种植最广的粮食作物之一，其总产量居Ξ大主产作物第二位。因此， 大力提高小麦氮素营养效率、节约资源、保护环境、避免或减轻大气和地下水的污染，已成 为我国当前实现农业可持续发展的迫切任务之一。氮肥高效利用小麦新品种的培育是解决 运一迫切问题的重要技术途径。
[0004] 早在1971年Wilson和化ydock就研究了包括C3和C4植物的21种牧草中氮憐对生长 的效应，发现C4植物生长优于C3植物，特别是在氮憐都不足的情况下，C4植物表现了其优越 性。
[0005] C4植物在碳代谢的生化途径和叶片解剖结构上与C3植物相比有着明显差异，碳代 谢途径与氮代谢是相联系的，诸多实验证据表明C4植物的氮素利用率高于C3植物。比较C3植 物（Festuca arundinacea)、〔4植物（Panicum maximum)及C3-C4中间型植物（Panicum milioides)在不同氮素水平对光合速率响应的研究表明，叶片低氮素浓度下C4植物的光合 速率明显高于后两者。何新华和李明启（1995)证实供给N03^作为氮源，玉米比大麦更能有效 的转运N03^，在低浓度N03^条件下表现更明显，还指出N03^和/或蛋白质的积累与NR活性无 关。
[0006] 通过有性杂交的方法难W使C3植物获得C4植物特性，随着分子生物学技术特别是 重组DNA技术的快速发展，为使C4途径关键酶基因在C3植物中表达提供了契机。阳PC、PPDK和 RuBiscoS个酶为C4途径主要的限速酶(Matsuoka et al.，2001)。目前，利用转基因手段， 将一个或多个C4途径关键酶基因转化到C3植物(小麦、水稻、马铃馨、拟南芥等）已有多例的 研究报道。
[0007] C3植物中P邱C为非光合型，对光合作用影响较小，但在其它代谢过程中起着重要 的作用。如参与碳骨架的回补作用，补充TCA循环中因氨基酸合成损失的碳骨架；调节气孔 运动；重新固定所释放的C〇2;参与豆科植物的固氮作用等(Melzer and O'Lea巧，1987; Deroche and Carrayol，1988)。同时C3植物中存在C4途径酶基因，较C4植物中同工酶的活性 低很多。
[000引外源PEPC在C3植物高表达存在两种可能的代谢途径:一是PEPC在胞质溶胶中催化 肥化-和阳P反应产生0AA;0AA经转运到叶绿体在NADP-MDH作用下产生Mal;Mal经苹果酸酶 (NADP-ME)催化下产生丙酬酸(Pyr)，并释放出C02进入Calvin循环，进行光合碳同化作用； Pyr在PPDK催化下产生阳P，经转运至胞质溶胶中；二是阳PC催化阳P与肥03-产生0AA，0AA经 NAD-MDH作用下产生Mai ;0AA与Mai由胞质溶胶转运至线粒体中，进入TCA循环，从而增强呼 吸作用和为氨基酸的合成提供丰富的碳骨架。
[0009] P邱C与初级氮代谢基因的表达是相联系的，pepc的过表达使C3植物叶片可溶性蛋 白含量、有机酸和氨基酸含量发生改变。在转入蓝藻pepc的豆科植物中，发现PEPC的回补作 用增强，子叶中代谢物流向发生改变，使淀粉和糖类更多流向有机酸和游离氨基酸，巧粒中 蛋白含量也增加了 15-25%，进一步分析特异表达的PEPC使种子的库容增大而提高蛋白含 量，种子的成熟度有所改变，认为增加的有机酸和氨基酸激活了更广泛的氮代谢途径 (Radchuk et al.,2007;Rolletschek et 日1.,2004)。转玉米C4型pepc水稻中高水平活性 的PEPC增强了碳素流向TCA循环并为氨基酸的合成提供前体，从而提高转基因植株的氮素 利用水平，显著降低C/N值(Agarie et al. ,2002)。转pepc水稻在不同氮水平碳、氮代谢的 影响发现，低氮水平下转基因株系的产量高于对照，并且有较高的碳、氮同化能力，还表明 转基因水稻植株的氨基酸合成流向发生改变（陈冉冉，2012)。阮等人将玉米C4型P邱C转入 到水稻中，发现PEPC酶活提高的同时可溶性蛋白含量提高了 12%化U et al. ,1999)。转高 梁C4型P邱C拟南芥，种子干重和总蛋白含量提高了 30%化eboutei ller et al.，2007)。
[0010] 长期W来，国内外开展玉米C4型高光效基因导入小麦的主要技术途径为通过同室 筛选、细胞融合和远缘杂交等方法，但一直未获得突破性进展。其主要原因为玉米、高梁、甘 薦等C4作物与小麦等C3作物存在着物种间的生殖隔离。
【发明内容】
[0011] 本发明的一个目的是提供C4型植物的pepc或其编码基因或表达该编码基因的重 组载体的用途。
[0012] 本发明提供了 C4型植物的P邱C或其编码基因或表达该编码基因的重组载体在如 下1)-10)中至少一种中的应用：
[0013] 1)促进C3型植物对氮的吸收；
[0014] 2)提高C3型植物各器官的含氮量；
[00巧]3)促进C3型植物根系生长；
[0016] 4)提高C3型植物根系长度；
[0017] 5)增加 C3型植物根系表面积；
[001引 6)提高C3型植物产量；
[0019] 7)提高C3型植物的有效穗数；
[0020] 8)提高C3型植物的穗粒数；
[0021] 9)提高C3型植物的千粒重；
[0022] 10)提高C3型植物的亩产。
[0023] 上述应用中，所述应用均在氮胁迫下进行。
[0024] 上述应用中，所述氮胁迫为高氮胁迫或低氮胁迫；
[0025] 或，所述提高C3型植物各器官的含氮量为提高C3型植物在生育期地上部分含氮量；
[0026] 或，所述提高C3型植物产量体现在提高有效穗数、穗粒数、千粒重和/或亩产。
[0027] 上述应用中，所述C3型植物为单子叶植物或双子叶植物，
[0028] 或，所述单子叶植物具体为小麦。
[0029] 本发明另一个目的是提供C4型植物的pepc或其编码基因或表达该编码基因的重 组载体的另一个用途。
[0030] 本发明提供了 C4型植物的P邱C或其编码基因或表达该编码基因的重组载体在培 育具有如下1)-9)中至少一种特征的C3型植物中的应用：
[0031] 1)对氮的吸收增加；
[0032] 2)各器官的含氮量增加；
[0033] 3)根系生长增加；
[0034] 4)根系长度增加；
[0035] 5)根系表面积增加；
[0036] 6)产量增加；
[0037] 7)有效穗数增加；
[0038] 8)穗粒数增加；
[0039] 9)千粒重增加；
[0040] 10)亩产增加。
[0041 ] 上述重组载体为将玉米C4型pepc基因插入PCAMBIA3301载体的Bgin和化II酶切 位点间得到的载体。
[0042] 上述应用中，所述C3型植物为单子叶植物或双子叶植物，
[0043] 和/或，所述单子叶植物具体为小麦。
[0044] 本发明第Ξ个目的是提供一种培育氮吸收高效、根系生长快和/或产量高的C3型 转基因植物方法。
[0045] 本发明提供的方法，包括如下步骤:为将C4型植物的pepc的编码基因导入C3型目的 植物中，得到C3型转基因植物；
[0046] 所述C3型转基因植物具有如下1-10)中至少一种特征：
[0047] 1)所述C3型转基因植物对氮的吸收能力大于所述C3型目的植物；
[0048] 2)所述C3型转基因植物各器官的含氮量大于所述C3型目的植物；
[0049] 3)所述C3型转基因植物根系生长大于所述C3型目的植物；
[0050] 4)所述C3型转基因植物根系长度大于所述C3型目的植物；
[0051] 5)所述C3型转基因植物根系表面积大于所述C3型目的植物；
[0052] 6)所述C3型转基因植物产量大于所述C3型目的植物；
[0053] 7)所述C3型转基因植物有效穗数大于所述C3型目的植物；
[0054] 8)所述C3型转基因植物穗粒数大于所述C3型目的植物；
[0055] 9)所述C3型转基因植物千粒重大于所述C3型目的植物；
[0056] 10)所述C3型转基因植物亩产大于所述C3型目的植物。
[0057] 上述方法中，所述导入通过转基因方式实现，
[0058] 和/或，所述转基因方式具体为基因枪。
[0059] 上述方法中，所述C3型转基因植物具有如下1-10)中至少一种特征均在氮胁迫下 体现；
[0060] 或，所述氮胁迫为高氮胁迫或低氮胁迫；
[0061] 或，所述提高C3型植物各器官的含氮量为提高C3型植物在生育期地上部分含氮量；
[0062] 或，所述提高C3型植物产量体现在提高有效穗数、穗粒数、千粒重和/或亩产。
[0063] 上述方法中，所述C3型植物为单子叶植物或双子叶植物，
[0064] 和/或，所述单子叶植物具体为小麦。
[0065] 本发明利用的转基因技术可W打破物种之间的生殖隔离，实现基因在不同物种中 的交流，因此已成为解决农作物重要性状遗传改良瓶颈问题的主要技术途径。
[0066] 除本发明所描述的基因枪介导法W外，还可W通过农杆菌介导法、花粉管通道法 等转化方法导入C3植物。
[0067] 本发明的实验证明，本发明利用基因枪介导法将玉米C4型pepc基因导入普通小麦 周麦19,创制出了可稳定遗传与表达，氮素吸收利用效率较受体对照显著提高的转基因小 麦材料，为利用该基因改良小麦等C3作物的养分吸收利用效率，选育高产优质节本高效转 基因小麦新品种提供了材料和技术支撑。
【附图说明】
[0068] 图1为不同氮水平下转基因小麦和对照的根系表面积。
[0069] 图2为不同氮水平下转基因小麦和对照的总根长。
[0070] 图3为高氮条件下转基因小麦和对照的各器官氮含量。
[0071] 图4为低氮条件下转基因小麦和对照的各器官氮含量。
【具体实施方式】
[0072] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0073] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0074] 实施例l、pepc基因在提高小麦氮素利用效率中的应用
[0075] -、转pepc小麦的获得
[0076] 1、基因枪将高光效pepc基因导入周麦19
[0077] 1)表达pepc基因的载体
[0078] 表达pepc基因的载体p3301-pepc为将玉米C4型pepc基因（核巧酸序列为序列1，编 码的蛋白的氨基酸序列为序列插入PCAMBIA3301载体(购自北京鼎国昌盛生物技术有限责 任公司，产品编号为MCV039)的Bgl π和化II酶切位点间得到的载体。
[0079] 2)受体幼胚的制备
[0080] W小麦品种周麦19(由河南省农业科学院小麦研究所分子育种研究室提供）的幼 胚为受体材料。取开花后12d的穗中部、大小一致的未成熟种子，用70%的酒精表面消毒 Imin，无菌水冲洗3次后用0.1%的化(：12消毒1〇111111，无菌水冲洗3次。无菌条件下剥出幼胚 (1mm左右），于MS诱导培养基(MS+2mg/L 2，4-D+0.4%琼脂+3 %薦糖，pH6.2)上暗培养5d后， 置于高渗培养基(MS+2mg/L 2，4-D+0.7 %琼脂+甘露醇+3 %薦糖，P册.8)上渗透处理化，得 到受体幼胚。
[0081] 3)基因枪转化
[0082] 将载体p3301-pepc利用基因枪轰击(载体用量：lyg/枪；金粉用量：250yg/枪;祀 距:9cm;轰击压力轰击次数：1次)受体幼胚，将轰击后的受体幼胚在高渗培养基 上继续处理16h，转至愈伤诱导培养基。培养2周后转至草下麟抗性筛选再生培养基（1/2MS+ 0.5mg/L NAA巧.Omg/L KT+0.4%琼脂+3%薦糖+4%PPT，P册.2)，连续筛选2代，每代2周，经 过筛选的抗性苗转至生根培养基（1/215+0.2111旨/1酷4+0.4%琼脂+3%薦糖，9册.5)中，至 再生苗根系较健壮时，即可进行炼苗1-2天。生根、壮苗后移入花盆中，最后洗去根系携带的 培养基残渣便可移栽入盆鉢，获得再生植株326株。
[0083] 2、PCR 验证
[0084] 提取上述1获得的所有再生植株的基因组DNA，根据已克隆的pepc基因序列设计了 一对特异性引物PC1:5 ' -CGCCCTTCCATACAGTCTCA-3 ' 和PC2:5 ' -CATCTCGCTTCCGTGCTTAG-3 '， 扩增程序为94°C4分钟;94°C30秒，58°C50秒，72Γ50秒，38个循环;72°C 10分钟，目的片段长 度为80化P。利用该引物对再生植株进行PCR检测，W鉴定阳性植株。
[0085] PCR反应体系为：10-50ng/ul基因组模板；ΙΟμΜ的PC1和PC2各0 .化1; 2.化1 10 X Reaction Buffer;化 1 dNTP mix(2.5mM);0.f5yl Taq酶，加水至25μ1。
[0086] PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测。有121株可W扩增出8(K)bp的目的条带，鉴定 为阳性植株，命名为转pepc小麦。
[0087] 将转pepc小麦TO代播种、检测、培育直到得到能稳定遗传表达的T4代转P邱C小麦 株系08T1-47, W下用转pepc小麦08T1-47进行功能验证试验。
[008引二、转pepc小麦的特性研究
[0089] 对转P邱C小麦株系08T1-47和对照周麦19的饱满均一的种子用0.5 %此化消毒浸种 2地，然后用自来水冲洗干净，播于垫有滤纸培养皿中，保持滤纸湿润，培养2周，得到2周龄 幼苗；
[0090] 将各株系2周龄幼苗分别移栽于10L浓度为5mM高氮培养液和10L浓度为0.25mM低 氮培养液中，每个株系种植18颗苗，得到高氮处理后转P邱C小麦08T1-47、高氮处理后周麦 19、低氮处理后转pepc小麦08T1-47和低氮处理后周麦19。
[0091] 上述10L浓度为5mM高氮培养液为将高氮大量元素培养液母液和高氮微量元素培 养液母液混匀，用水补足体积得到；
[0092] 上述高氮大量元素培养液母液由120mM Ca(M)3)2.4此0水溶液，160mM KN03水溶 液，50mM(NH4)2.S〇4水溶液aOOmM K出P〇4水溶液aOOmM MgS〇4.7此0水溶液和50mM化Cl水 溶液各100ml混匀得到。
[0093] 上述高氮微量元素培养液母液由5mM Fe-抓ΤΑ水溶液，46.25mM H3B化水溶液， 9.145mM MnCl2.4H2〇水溶液，0.3204mM CuS〇4.5H2〇水溶液，0.2565mM 出Mo〇4水溶液和 0.7651mM ZnS〇4.7出0水溶液各10ml混匀得到。
[0094] 上述10L浓度为0.25mM低氮培养液为将低氮大量元素培养液母液和低氮微量元素 培养液母液混匀，用水补足体积得到。
[0095] 上述低氮大量元素培养液母液由6mM Ca(N〇3)2.4此0水溶液，114mM CaCb水溶液， 8mM KN03水溶液，76mM K2SO4水溶液，2.5mM(NH4)2.S〇4水溶液aOOmM K此P〇4水溶液aOOmM MgS〇4.7出0水溶液和50mM NaCl水溶液各100ml混匀得到。
[0096] 低氮微量元素培养液母液由5mM Fe-邸TA水溶液，46.25mM出B03水溶液，9.145mM MnCl2.4出0水溶液，0.3204mM C11SO4.5出0水溶液，0.2565mM H2M0O4水溶液和0.765 ImM ZnS化.7出0水溶液各100ml混匀得到。
[0097] 1、根系特性研究
[0098] 取上述处理后生长一致高氮处理后转pepc小麦08T1-47、高氮处理后周麦19、低氮 处理后转pepc小麦08T1-47和低氮处理后周麦19分别定植于泡沫板(规格为6 X 12孔/箱） 上，每孔留苗一株。生长间条件溫度设为白天18°C，晚上8.5°C;光照条件为白天1地，晚上 1化）。每Ξ天更换一次营养液，每天测定PH值，并调节营养液的PH于5.6-6.2之间。植株培养 四周后进行取样，并做各项指标的测定。利用根系扫描仪对根系形态进行扫描，再使用DT- SCAN软件进行根表面积和总根长的分析。实验重复3次，结果取平均值。
[0099] 结果如图1所示，在高氮(浓度为5mM)处理后，转pepc小麦08T1-47的根系表面积比 对照周麦19提高了 33.97 % ;在低氮(浓度为0.25mM)处理后，08T1-47的根系表面积比对照 提高了54.20%，均达显著水平。
[0100] 在高氮（浓度为5mM)处理后，转pepc小麦08T1-47的总根长比对照周麦19提高了 27.79%，在低氮(浓度为0.251111)处理后，081'1-47的总根长比对照提高了41.85%%，均达 显著水平（图2)。
[0101] 2、各器官氮含量
[0102] 采用Vario MICRO cube元素分析仪测定高氮处理后转P邱C小麦08T1-47、高氮处 理后周麦19、低氮处理后转pepc小麦08T1-47和低氮处理后周麦19各器官的含氮率。
[0103] 计算植株特定器官氮含量=特定器官干物质重X该器官含氮率；
[0104] 植株地上部氮含量=地上部各器官氮含量之和。
[0105] 实验重复3次，结果取平均值。
[0106] 结果如图3所示，高氮处理后转pepc小麦08T1-47的叶片、茎銷、根系、地上部、整株 的含氮量分别比受体提高了6.15%、16.67%、15.79%、8.72%、10.00%，其中转P邱C小麦 08T1-47整株的含氮量比受体显著提高（图3);
[0107] 低氮处理后转pepc小麦08T1-47的叶片、茎銷、根系、地上部、整株的含氮量分别比 受体提高了 16.22%、42.31 %、56.00%、19.57%、25.15%，且均达到显著性差异（图4)。
[0108] 说明转pepc小麦08T1-47具有较强的氮素吸收能力。
[0109] 3、氮效率评价研究
[0110] 上述转pepc小麦08T1-47、高氮处理后周麦19、低氮处理后转pepc小麦08T1-47、和 低氮处理后周麦19在生育期的拔节期、开花期、成熟期取地上部样，按不同器官分开，在105 °C下杀青0.化，70°C烘干至恒重，称重后粉碎，用于后续氮含量测定。各小区在成熟期单收 测产、考种。采用化rio MICRO cube元素分析仪测定含氮率。
[0111] 含氮率结果如表1所示，
[0112] 表1为不同氮处理转pepc小麦和对照在不同生育时期地上部和巧粒含氮率
[0113]
[0114] 注:* 为 P<0.05
[0115] 上述结果表明，随小麦生长发育时期的进程，地上部含氮率逐渐降低。在同一生育 时期，随肥力升高地上部含氮率越高。在拔节期，高氮条件下转基因品系08T1-47含氮率明 显高于对照周麦19,比对照提高了 1.07% ;低氮条件下，08T1-47比对照周麦19提高了 12.23%。在开花期，高氮条件下，08T1-47比对照周麦19提高了 1.42%;低氮条件下08T1-47 比对照周麦19提高了30.00%，达到显著性水平。在成熟期，高氮条件下08T1-47比对照周麦 19提高了 4.43%;低氮条件下08T1-47比对照周麦19提高了 15.23%，达显著性水平。转基因 小麦在各个生育期中，低氮水平下含氮率比对照提高的幅度高于高氮水平，说明转基因小 麦在低氮水平能保持较高的地上部含氮率。
[0116] 4、产量
[0117] 检测转pepc小麦08T1-47、高氮处理后周麦19、低氮处理后转pepc小麦08T1-47和 低氮处理后周麦19的产量，结果如表2所示。
[0118] 表2为不同氮处理转基因小麦和对照产量性状分析 Γ01191
[0120] 从上述可W看出，高氮条件下，转基因小麦品系08T1-47产量比对照周麦19提高了 1.61 % ;低氮条件下，转基因小麦品系08T1-47产量比对照周麦19提高了 9.62 %，运是由于 转基因小麦品系08T1-47的穗粒数和千粒重明显高于对照周麦19(见表2)。
[0121] W上结果表明转pepc小麦品系08T1-47氮素吸收利用效率明显高于周麦19,因此， 玉米C4型憐酸締醇式丙酬酸簇化酶(PEPC)基因转入小麦后，可明显提高转基因小麦植株的 氮素吸收利用效率。
【主权项】
1. C4型植物的pepc或其编码基因或表达该编码基因的重组载体在如下1)-10)中至少一 种中的应用： 1) 促进C3型植物对氮的吸收； 2) 提高C3型植物各器官的含氮量； 3) 促进C3型植物根系生长； 4) 提尚C3型植物根系长度； 5) 增加 C3型植物根系表面积； 6) 提高C3型植物产量； 7) 提高C3型植物的有效穗数； 8) 提尚C3型植物的糖粒数； 9) 提尚C3型植物的千粒重； 10) 提高C3型植物的亩产。2. 根据权利要求1所述的应用，其特征在于:所述应用均在氮胁迫下进行。3. 根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于:所述氮胁迫为高氮胁迫或低氮胁迫； 或，所述提高C3型植物各器官的含氮量为提高C3型植物在生育期地上部分含氮量； 或，所述提高C3型植物产量体现在提高有效穗数、穗粒数、千粒重和/或亩产。4. 根据权利要求1-3中任一所述的应用，其特征在于： 所述C3型植物为单子叶植物或双子叶植物， 或，所述单子叶植物具体为小麦。 5. C4型植物的pepc或其编码基因或表达该编码基因的重组载体在培育具有如下1)-9) 中至少一种特征的C 3型植物中的应用： 1) 对氮的吸收增加； 2) 各器官的含氮量增加； 3) 根系生长增加； 4) 根系长度增加； 5) 根系表面积增加； 6) 产量增加； 7) 有效穗数增加； 8) 穗粒数增加； 9) 千粒重增加； 10) 亩产增加。6. 根据权利要求5所述的应用，其特征在于： 所述C3型植物为单子叶植物或双子叶植物， 和/或，所述单子叶植物具体为小麦。7. -种培育氮吸收高效、根系生长快和/或产量高的C3型转基因植物方法，为将C4型植 物的pepc的编码基因导入C 3型目的植物中，得到C3型转基因植物； 所述C3型转基因植物具有如下1-10)中至少一种特征： 1) 所述C3型转基因植物对氮的吸收能力大于所述C3型目的植物； 2) 所述C3型转基因植物各器官的含氮量大于所述C3型目的植物； 3) 所述C3型转基因植物根系生长大于所述C3型目的植物； 4) 所述C3型转基因植物根系长度大于所述C3型目的植物； 5) 所述C3型转基因植物根系表面积大于所述C3型目的植物； 6) 所述C3型转基因植物产量大于所述C3型目的植物； 7) 所述C3型转基因植物有效穗数大于所述C3型目的植物； 8) 所述C3型转基因植物穗粒数大于所述C3型目的植物； 9) 所述C3型转基因植物千粒重大于所述C3型目的植物； 10) 所述C3型转基因植物亩产大于所述C3型目的植物。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于： 所述导入通过转基因方式实现， 和/或，所述转基因方式具体为基因枪。9. 根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于： 所述C3型转基因植物具有如下1-10)中至少一种特征均在氮胁迫下体现； 或，所述氮胁迫为高氮胁迫或低氮胁迫； 或，所述提高C3型植物各器官的含氮量为提高C3型植物在生育期地上部分含氮量； 或，所述提高C3型植物产量体现在提高有效穗数、穗粒数、千粒重和/或亩产。10. 根据权利要求7-9中任一所述的方法，其特征在于： 所述C3型植物为单子叶植物或双子叶植物， 和/或，所述单子叶植物具体为小麦。
【文档编号】C12N15/82GK106011170SQ201610576981
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月21日
【发明人】许为钢, 李艳, 王会伟, 齐学礼, 方宇辉, 张磊
【申请人】河南省农业科学院小麦研究所