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氮肥的过度使用不仅提高农业生产成本,且浪费资源,一定程度上,还会污染环境。因此,提高氮肥的利用率对我国农业科学可持续发展具有深远意义。研究表明,水稻不仅能吸收铵盐,还能吸收经铵硝化的硝酸盐水稻对硝酸盐的吸收运输是靠细胞膜上硝酸盐运输蛋白完成。硝酸盐运输蛋白又分为高亲和硝酸盐转运蛋白和低亲和硝酸盐转运蛋白。在基因组中,OsNRT2.3属于高亲和硝酸盐转运蛋白基因。OsNRT2.3又通过选择性剪切转录OsNRT2.3a和OsNRT2.3b两个转录本,其中OsNRT2.3b可独立发挥N03-转运功能,且有研究表明它的过表达能够极大地提高氮肥的利用率和谷物产量(唐仲,2012)。本研究通过对OsNRT2.3基因定向突变获得的25个TILLING材料PCR测序对比,获得了在启动子发生点突的突变体,对突变体进行表达量的鉴定,以及将突变体对水稻生长的影响和OsNRT2.3b基因的超表达材料的生理性状相比较,结果如下:1.通过TILLING技术获得了在启动子处有点突变的T6、T8、T11、T12、T13、T20、T21株系,T14、T16在OsNRT2.3基因ORF部分有突变,T22株系的OsNRT2.3基因没有点突变。通过预测motif分析发现,在共同点突变的位点即ATG上游83 bp处有一个关于转录调控位点的TATA BOX。通过蛋白质的跨膜结构分析发现,T16在ORF的碱基突变导致了氨基酸发生移码,使得T16的OsNRT2.3a和OsNRT2.3b蛋白只有一半的跨膜区域。2.选择有相同突变位点的T8、T11、T12株系以及T20株系与WT作对照,通过设计水培试验和田间试验,在不同时期统计株高等农艺性状、鉴定OsNRT2.3b表达量及分析氮素利用特征,研究OsNRT2.3基因定向突变对水稻生长的影响。水培试验中,分蘖期之前,有相同点突位点的T8、T11、T12株系与WT相比,长势好,株高增高、生物量增加;而T20与WT相比,没有明显差异。T8、T1 1、T12株系在分蘖期,OsNRT2.3b的表达量发生上调。土培实验结果表明,开花期前,T8、T11、T12株系的长势,仍比中花WT好,到了生育后期,长势逐渐一致;OsNRT2.3外基因的表达量在拔节期时,比WT高,到了后期,氮素的利用和WT相比没有差异。田间拔节期试验结果进一步证实了水培实验的结果即ATG上游83 bp处的突变提高了 OsNRT2.3b基因在水稻分蘖期的表达量,促进了水稻的生长。3.为了证实在OsNRT2.3基因ATG上游83bp的点突变可能影响了水稻OsNRT2.3基因的表达调控,又对实验室保存的OsNRT2.3b基因超表达材料(369和366株系)分别在水培和土壤培养条件下的生长和对氮素的利用进行了研究。结果显示,在表达量高的369和366株系中,生物量和水稻产量显著提高,与WT相比,氮素的利用率也明显提高。通过比较OsNRT2.3基因的TILLING材料(T8、T11和T12株系)和OsNRT2.3b基因的超表达材料(369和366株系),发现T8、T11和T12株系只是在分蘖期和拔节期时提高了 OsNRT2.3b基因的表达量,而369和366株系由于35S强启动子作用,在水稻的整个生育期,OsNRT2.3b的表达量一直比WT的高,而且在整个生育期,长势一直优于野生型WT。在83bP处突变的T8、T11和T12株系的长势在水稻后期逐渐与WT相近,这时OsNRT2.3b的表达量与WT相比,也增加的不显著。综上所述,OsNRT2.3b基因的高表达提高了水稻的株高等农艺性状,改善水稻的长势;在OsNRT2.3基因ATG上游83 bp处的作用元件可能影响了水稻在开花前即营养生长期OsNRT2.3b基因的表达调控。