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。