脲酶辅助蛋白基因UreG突变影响水稻氮代谢及再利用的分子生理解析

Rice yield highly depends on the use of large amount of urea nitrogen, but nitrogen use efficiency in rice is very low. Urea degradation in cell is an important component in plant nitrogen metabolism pathways, and may have a direct impact on crop nitrogen nutrition balance, remobilization and use efficiency. Base on the cloning and molecular function identification of rice urease and accessory protein, rice ureG mutants were characterized. They show retard growth, fewer tillers and low urease activity. The project uses the anatomy physiology, enzyme activity assay, nitrogen metabolite profiling, gene transcriptome analysis, cloning and transgenic technology, illuminates the correlation of UreG mutant and rice nitrogen metabolite, nitrogen use efficiency and seeds quality changes, excavateds the genes or gene map which may effect plant growth, nitrogen remobilization. The results of the project will provide important theoretical and technical basis for the improvement of plant nitrogen metabolism pathway and use efficiency by molecular breeding technology.

水稻丰产依赖于尿素氮肥的大量施用，但是水稻对氮的利用效率很低。细胞中尿素的分解是植物氮代谢途径的重要组分，可能直接影响作物的氮营养平衡、再利用及效率。课题组在克隆和鉴定了水稻脲酶及其辅助蛋白基因分子功能的基础上，分离获得了生长受阻、分蘖少、脲酶活性低的水稻ureG突变体。以此为切入点，项目拟运用解剖生理学、酶活测定、氮代谢物及基因转录组剖析、克隆与转基因等分子生物学技术，探明UreG突变与水稻氮代谢(物)、氮利用效率及籽粒品质变化等的相关性，发掘出突变体中可能影响植物生长、氮素(再)利用能力的其他基因及其网络。项目的成果将为运用分子改良技术改善植物氮代谢途径及效率提供重要的理论和技术依据。

水稻脲酶在植物分解尿素，参与氮代谢途径中扮演着重要角色，脲酶辅助蛋白基因突变体对于研究脲酶特性，理解氮营养平衡，氮素再利用及利用效率具有重要意义。本课题组对脲酶辅助蛋白基因Osureg突变体进行了生长前期脲酶，精氨酸酶活性的鉴定。并对另一个脲酶辅助蛋白基因的突变体，即Osured水稻植株进行了生长早期的表型、酶活、尿素／铵含量测定，并对分蘖相关基因的转录水平，水稻产量水平进行了剖析。发现OsUreD突变导致水稻生长受抑制、产量降低、分蘖数减少及与分蘖相关的基因表达发生变化。课题组将继续对OsUred, OsUreg 进行转录组学的剖析，并对互补，超表达水稻株系进行生物学及农学性状的分析。该研究成果对于认识水稻脲酶辅助蛋白与氮代谢，氮利用效率及籽粒品质数量变化等的相关性，发掘出突变体中可能影响植物生长，氮素再利用能力的其他基因及其网络提供重要的理论基础。

内容获取失败，请点击重试