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NRT2.1基因在提高作物抗干旱和/或抗高温性能中的应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-12-13 12:36:47
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 毕延刚 | 2023-12-13 12:36:47
本发明涉及生物技术领域，具体涉及nrt2.1基因在提高作物抗干旱和/或抗高温性能中的应用。本发明的目的在于提供一种能够在干旱或高温胁迫条件下调控作物生长发育的基因，通过基因工程改造提高作物在干旱或高温胁迫条件下的生物量和产量，实现稳产、增产的目的。
本发明对水稻osnrt2.1基因进行克隆分析，利用转基因过表达技术，对水稻osnrt2.1基因过表达，研究发现，osnrt2.1超量表达水稻株系，表现出在自然生长条件下提高单株产量、生物量和氮利用效率，尤其在非生物逆境如干旱和高温胁迫条件下，表现出较高的生物量和单株产量，表明对osnrt2.1基因的过表达在改良水稻在非生物逆境如干旱和高温条件下的生物量和产量具有一定应用价值。本发明对nrt2.1蛋白作同源性分析，表明nrt2.1蛋白在植物中具有较高的同源性。因此，本发明提供了nrt2.1基因在提高作物抗干旱和/或抗高温性能中的应用，所述nrt2.1基因cds区核苷酸序列如seq id no.1所示或与seq id no.1所示序列具有至少70％同源性且编码的蛋白在功能上等价。
氮素是植物需求量最大的营养元素，也是作物增产最重要的促进因子之一。但是近几年，随着大量氮肥的施用导致了土壤酸化及水体富营养化等问题。同时，不断增长的人口对粮食产量又提出了更严峻的挑战。因此，提高作物氮利用效率，尤其是干旱及高温条件下氮肥的利用效率是实现作物稳产及农业可持续发展的重要措施。一直以来科学家们在多种作物中寻找应答干旱及高温的基因，但这些基因通常在自然条件下没有显著效果。另外，一些科学家在寻找提高作物氮利用效率的基因，如水稻中编码硝酸盐转运蛋白的基因nrt1.1b和铵盐转运蛋白amt1等，这些基因的超量表达可以提高作物的产量，表现出在农业生产中较高的应用价值。
都浩，男，浙江大学农业与生物技术学院百人计划研究员，博士生导师 [1]，浙江大学杭州国际科创中心”青年人才卓越计划“研究员，生物与分子智造研究院PI 。研究方向：蛋白激酶SnRK1, TOR调控水稻生长发育与抗性机制的研究；生物合成模块库创建和利用，用于医药、食品、能源智造的植物细胞工厂创建；植物原生质体基因编辑、染色体改造及植株再生平台创建。团队其他成员李威。
本发明提供了一种可调控作物对氮利用的基因nrt2.1，通过转基因技术获得nrt2.1基因过表达植株对该基因功能进行验证，nrt2.1基因过表达显著提高植株在干旱或高温胁迫条件下的生物量、产量和氮利用效率。本发明为作物新品种育种提供候选基因，在农业开发方面具有潜在的应用价值。
本项科技成果可以通过技术委托研发、技术服务、技术合作、技术入股等多种方式进行转化。
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