本發(fā)明涉及生物，特別是涉及提高ftl1基因表達量的生物材料在提高水稻氮利用效率中的應(yīng)用以及方法。
背景技術(shù)：
1、水稻是重要的糧食作物。施加氮肥是提高水稻產(chǎn)量的重要舉措之一，然而由于環(huán)境影響、水資源減少以及農(nóng)藥、化肥的過度使用，容易導(dǎo)致氮的利用效率降低。因此，培育氮高效利用的水稻品種對于提高水稻產(chǎn)量，保障糧食安全，減輕環(huán)境污染等具有重要的生產(chǎn)實踐意義。
2、氮是植物生長和生產(chǎn)力必需的基本元素。植物從不同的有機和無機化合物中獲得生長所需的氮元素，其中有機化合物主要包括氨基酸和核苷酸；無機化合物包括亞硝酸鹽(no2-)、硝酸鹽(no3-)和銨鹽(nh4+)。硝酸鹽和銨鹽是植物的兩大氮源，被植物從土壤中吸收和利用，維持生命活動。植物的氮利用過程包括氮吸收、運輸、同化、再分配，涉及多個生物分子，共同形成氮營養(yǎng)的最終發(fā)育過程。氮利用效率(n?use?efficiency，nue)包含兩個關(guān)鍵組成成分：氮吸收率(nupe)，即吸收的氮/總氮；氮利用率(nute)，即氮的同化和再利用效率，最終產(chǎn)生種子。氮利用效率是衡量植物利用土壤有效氮的能力。
3、本發(fā)明擬挖掘水稻中優(yōu)異的氮營養(yǎng)元素利用調(diào)控關(guān)鍵基因，并深入解析和研究其分子調(diào)控遺傳機理，用以改良栽培稻，以探索其在提高水稻產(chǎn)量中的應(yīng)用途徑，從而有利于解決因過度施肥造成的環(huán)境污染，同時增加糧食產(chǎn)量以及緩解糧食危機。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供提高ftl1基因表達量的生物材料在提高水稻氮利用效率中的應(yīng)用以及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。本發(fā)明通過將基因ftl15’端調(diào)控區(qū)域進行crispr編輯，得到敲除調(diào)控區(qū)域的轉(zhuǎn)基因植株，使得ftl1基因表達水平增加，從而提高了水稻的氮利用效率。
2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
3、本發(fā)明提供一種提高ftl1基因表達量的生物材料在提高水稻氮利用效率中的應(yīng)用，所述ftl1基因的cds序列如seq?id?no.2所示；
4、所述生物材料通過敲除所述ftl1基因5’端的調(diào)控區(qū)，來提高ftl1基因表達量；
5、所述調(diào)控區(qū)的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。
6、進一步地，所述生物材料為用于敲除所述調(diào)控區(qū)的crispr/cas9基因敲除載體。
7、進一步地，所述生物材料為重組微生物菌株；所述重組微生物菌株包括用于敲除所述調(diào)控區(qū)的crispr/cas9基因敲除載體。
8、進一步地，所述重組微生物菌株為重組農(nóng)桿菌。
9、作為一種可以選用的方案，所述crispr/cas9基因敲除載體針對的靶序列如seqid?no.3-4所示。
10、作為一種可以選用的方案，所述crispr/cas9基因敲除載體針對的靶序列如seqid?no.3-8所示。
11、本發(fā)明還提供一種生物材料在構(gòu)建氮高效利用水稻中的應(yīng)用，所述生物材料為(1)-(5)中的任一項：
12、(1)核苷酸序列如seq?id?no.9-10所示的sgrna；
13、(2)核苷酸序列如seq?id?no.9-14所示的sgrna；
14、(3)包含(1)所述sgrna的crispr/cas9基因敲除載體；
15、(4)包含(2)所述sgrna的crispr/cas9基因敲除載體；
16、(5)包含(3)或(4)所述crispr/cas9基因敲除載體的重組微生物菌株。
17、進一步地，所述重組微生物菌株為重組農(nóng)桿菌。
18、本發(fā)明還提供一種提高水稻氮利用效率的方法，包括敲除所述ftl1基因5’端的調(diào)控區(qū)，制備得到轉(zhuǎn)基因水稻植株的步驟；
19、所述調(diào)控區(qū)的核苷酸序列如seq?id?no.1所示。
20、進一步地，采用crispr/cas9基因敲除載體敲除所述調(diào)控區(qū)。
21、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：
22、本發(fā)明通過轉(zhuǎn)基因試驗證實了，將基因ftl15’端調(diào)控區(qū)域進行crispr編輯，得到敲除調(diào)控區(qū)域的轉(zhuǎn)基因植株，使得ftl1基因表達水平增加。利用氯酸鹽進行處理，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株的抑制率升高。n15吸收實驗表明，轉(zhuǎn)基因植株對n15的轉(zhuǎn)運速率、單位時間內(nèi)的吸收效率和植株n15的積累量均顯著提高。
23、本發(fā)明對于提高水稻的氮利用效率，培育氮高效利用水稻提供了重要的技術(shù)支持，具有重大的應(yīng)用推廣價值。
1.一種提高ftl1基因表達量的生物材料在提高水稻氮利用效率中的應(yīng)用，其特征在于，所述ftl1基因的cds序列如seq?id?no.2所示；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述生物材料為用于敲除所述調(diào)控區(qū)的crispr/cas9基因敲除載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述生物材料為重組微生物菌株；所述重組微生物菌株包括用于敲除所述調(diào)控區(qū)的crispr/cas9基因敲除載體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述重組微生物菌株為重組農(nóng)桿菌。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的應(yīng)用，其特征在于，所述crispr/cas9基因敲除載體針對的靶序列如seq?id?no.3-4所示。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的應(yīng)用，其特征在于，所述crispr/cas9基因敲除載體針對的靶序列如seq?id?no.3-8所示。
7.一種生物材料在構(gòu)建氮高效利用水稻中的應(yīng)用，其特征在于，所述生物材料為(1)-(5)中的任一項：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述重組微生物菌株為重組農(nóng)桿菌。
9.一種提高水稻氮利用效率的方法，其特征在于，包括敲除所述ftl1基因5’端的調(diào)控區(qū)，制備得到轉(zhuǎn)基因水稻植株的步驟；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，采用crispr/cas9基因敲除載體敲除所述調(diào)控區(qū)。