基因GRF4影響作物氮肥吸收利用的關鍵

   大量施用氮肥是水稻、小麥等農作物增產的重要措施，但近年來，逐年增加的氮肥使用量帶來的并非產量的增加，而是日益嚴重的生態問題。如何突破氮肥利用效率的瓶頸是近年來的前沿課題之一。中國科學院遺傳與發育生物學研究所傅向東研究團隊的最新研究成果為解決這一問題提供了可行路徑。

該團隊找到與植物氮素吸收與利用率密切相關的基因，從分子水平闡明了“綠色革命”矮稈育種伴隨氮肥利用效率低下的原因，并提出明確解決方案，為培育新“綠色革命”作物品種奠定基礎。《自然》雜志于16日凌晨在線發表這一成果。

傅向東告訴科技日報記者，上世紀60年代，以半矮稈新品種培育為標志的“綠色革命”帶來全球糧食產量的大幅增長，但這些半矮化品種中抑制植物生長的DELLA蛋白高水平累積，導致對氮肥的響應減弱、氮肥利用效率下降。

傅向東研究團隊在攜帶半矮稈“綠色革命”基因的水稻資源材料中篩選到一個氮素吸收速率顯著增加的新品系，并成功分離和克隆了水稻氮肥高效利用的關鍵基因GRF4。研究證實，GRF4是一個控制植物碳-氮代謝的正調控因子，不僅可促進氮素吸收、同化和轉運，還可增強光合作用、糖類物質代謝和轉運等，促進植物生長發育和農作物產量提升。