本發(fā)明屬于植物基因工程，涉及水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鉀是植物生長發(fā)育所必需的大量營養(yǎng)元素，參與植物細(xì)胞的許多生理過程，如酶的活化、膜電位維持和滲透調(diào)節(jié)等(rozhdestvenskii?et?al.1975；wang?and?wu?2013)。缺鉀是一種常見的非生物脅迫，它顯著地制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展(chen?et?al.2008)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，合理施用鉀肥對于促進(jìn)作物生長和提高產(chǎn)量至關(guān)重要。然而，僅僅增加鉀肥的施用量并不能完全解決問題，因?yàn)檫^高的肥料投入不僅增加了生產(chǎn)成本，還可能引發(fā)環(huán)境問題。因此，提高作物鉀的利用效率成為了減少肥料成本投入、提高作物產(chǎn)量的重要策略。

2、水稻的鉀利用效率是一個復(fù)雜的數(shù)量性狀，涉及多個基因的和多個生物過程，這些過程主要包括鉀的吸收、體內(nèi)的分配、轉(zhuǎn)運(yùn)和循環(huán)再利用(rengel?and?damon?2008)。qtl(quantitative?trait?loci)分析定位是一種通過遺傳連鎖和相關(guān)分析來確定數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)的方法。通過構(gòu)建遺傳連鎖圖譜，確定數(shù)量性狀與分子標(biāo)記之間的遺傳關(guān)系。水稻籽粒中礦質(zhì)營養(yǎng)元素的含量大多都存在較大的自然變異，利用兩個水稻雜交得到的定位群體，構(gòu)遺傳圖譜和收集表型數(shù)據(jù)，進(jìn)一步進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析定位控制水稻籽粒中鉀元素在積累的qtl。鑒定出控制鉀元素積累的基因，可以將其應(yīng)用于水稻育種中，以培育出鉀元素積累量更高或更穩(wěn)定的水稻品種。這些新品種不僅可以提高水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)，還可以幫助農(nóng)民減少鉀肥的使用量，降低生產(chǎn)成本，并有助于環(huán)境保護(hù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的應(yīng)用。

2、本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明所述水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的基因組核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

4、進(jìn)一步的，所述水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12編碼的兩個轉(zhuǎn)錄本的cds序列如seq?id?no.2和seq?id?no.3所示。

5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，敲除水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12會導(dǎo)致水稻籽粒鉀含量下降，苗期鉀吸收能力下降。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，敲除水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12使用的敲除載體為以pylcrispr/cas9pubi-h載體為基礎(chǔ)載體，將seq?id?no.4和seq?id?no.5所示高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的靶點(diǎn)序列t1和靶點(diǎn)序列t2插入基礎(chǔ)載體的bsai-bsai酶切位點(diǎn)之間所得。

7、所述的水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的基因敲除載體在降低水稻籽粒鉀含量和苗期鉀吸收能力中的應(yīng)用。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述的水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12使用的敲除載體為以pylcrispr/cas9pubi-h載體為基礎(chǔ)載體，將seq?id?no.4和seq?id?no.5所示高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的靶點(diǎn)序列t1和靶點(diǎn)序列t2插入基礎(chǔ)載體的bsai-bsai酶切位點(diǎn)之間所得。

9、本發(fā)明的有益效果：

10、1、本發(fā)明通過系統(tǒng)研究，首次提供了一種高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12在水稻鉀吸收轉(zhuǎn)運(yùn)方面的生物學(xué)功能。

11、2、敲除該高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12后，水稻幼苗在低鉀環(huán)境中的株高下降。

12、3、敲除該高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12后，水稻幼苗對鉀的吸收能力下降。

13、4、敲除該高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12后，降低了成熟期水稻籽粒鉀含量。

14、通過本發(fā)明提供的對高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的研究，有效的證明了oshak12在水稻鉀吸收利用的重要性。

技術(shù)特征：

1.水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12在水稻鉀吸收和低鉀的耐受性中的應(yīng)用，所述高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的基因組核苷酸序列如seq?id?no.1所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的cds序列如seq?id?no.2或seq?id?no.3所示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于敲除水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12會導(dǎo)致水稻籽粒鉀含量下降，苗期鉀吸收能力下降。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，敲除水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12使用的敲除載體為以seq?id?no.20載體為基礎(chǔ)載體，將seq?id?no.4和seq?idno.5所示高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的靶點(diǎn)序列t1和靶點(diǎn)序列t2插入基礎(chǔ)載體的bsai-bsai酶切位點(diǎn)之間所得。

5.權(quán)利要求1中所述的水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的基因敲除載體在降低水稻籽粒鉀含量和苗期鉀吸收能力中的應(yīng)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于所述的水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12使用的敲除載體為以seq?id?no.20載體為基礎(chǔ)載體，將seq?id?no.4和seq?idno.5所示高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因oshak12的靶點(diǎn)序列t1和靶點(diǎn)序列t2插入基礎(chǔ)載體的bsai-bsai酶切位點(diǎn)之間所得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因OsHAK12的應(yīng)用。一種高親和鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因OsHAK12，序列如SEQ?ID?NO.1所示。該基因可在控制稻米鉀含量和耐受低鉀等方面應(yīng)用。本發(fā)明通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了水稻中的鉀離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白編碼基因OsHAK12的生物學(xué)功能，敲除該基因后，會導(dǎo)致水稻籽粒中的鉀含量下降，幼苗對低鉀的耐受性顯著下降。

技術(shù)研發(fā)人員：黃新元,卓陳津,馮慧敏,趙方杰,徐國華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9