过量表达OsNRT2.1对水稻日本晴生长和氮素利用效率的影响

为了提高水稻的氮素利用效率,我们用农杆菌介导ubiquitin(Ubi)启动子在水稻日本晴中过量表达高亲和的硝酸盐转运蛋白Os NRT2.1。田间实验发现,与野生型相比,过量表达株系总分蘖数增加约70%,生物量提高约27%,整个生育期的生长速率都显著提高,在齐穗期和成熟期的氮素积累总量提高约20%和18%。过量表达株系生物量和总氮含量主要集中在茎秆和叶,由于Os NRT2.1伴侣蛋白Os NAR2.1的表达没有提高,在生殖生长阶段,往穗子中的氮素转运效率减少了约35%,导致过量表达株系的氮素收获指数、生理氮素利用效率和农学氮素利用效率分别降低约30%、34%和20%,最终导致单株产量降低13%~26%。研究表明,一般的组成型强启动子单独过量表达Os NRT2.1并不能达到提高水稻最终产量的目的。

水稻26kDa球蛋白基因启动子克隆及序列分析

以水稻品种日本晴基因组总DNA为模板,采用PCR扩增获得约900bp大小的DNA片段,回收该片段并与pUCm-T载体连接,转化感受态大肠杆菌。进行PCR检测和酶切鉴定,选取阳性克隆进行测序分析。测序结果显示,该片段含904个核苷酸对;采用vectorNTI软件将本试验中克隆的序列与Genbank(AY427575)公布的日本晴球蛋白基因启动子序列比对,有9个核苷酸差异,同源性为99%,证实本试验中克隆的DNA序列为水稻球蛋白基因启动子;在重要功能区段上,两者核苷酸序列完全一致。本研究认为造成长期不在一个环境中种植的同一水稻品种球蛋白基因启动子序列差异的原因之一,可能是核苷酸中性突变。水稻球蛋白基因启动子的成功克隆,为今后开展水稻等重要农作物转基因研究奠定基础。

水稻硝酸还原酶基因5′上游序列的克隆与序列分析

以日本晴水稻幼苗叶的基因组总DNA为模板,采用PCR方法扩增获得约1 300 bp大小的DNA片段,回收该片段并与pMD18-T载体连接,转化大肠杆菌感受态,并提取质粒DNA。用凝胶电泳检测和酶切鉴定,选取阳性克隆进行测序分析。测序结果显示,该片段含1 376个核苷酸对;应用NCB1网站的BLAST软件对本试验中克隆的序列与GenBank(NC_008401)公布的水稻硝酸还原酶基因启动子序列进行比对,有3个核苷酸差异,同源性为99%,证实本试验中克隆的DNA序列为水稻硝酸诱导基因启动子。该序列含有多个与转录调控有关的保守序列(如TATA-box、CAAT-box和GAGA-box)。此序列的成功克隆,为今后开展水稻等重要农作物转基因研究奠定基础。