大量施用氮肥是水稻、小麥等農(nóng)作物增產(chǎn)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(chǎn)量的增加，而是日益嚴(yán)重的生態(tài)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(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所傅向東研究團(tuán)隊的最新研究成果為解決這一問題提供了可行路徑。

該團(tuán)隊找到與植物氮素吸收與利用率密切相關(guān)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(chǔ)。《自然》雜志于16日凌晨在線發(fā)表這一成果。

傅向東告訴科技日報記者，上世紀(jì)60年代，以半矮稈新品種培育為標(biāo)志的“綠色革命”帶來全球糧食產(chǎn)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(dǎo)致對氮肥的響應(yīng)減弱、氮肥利用效率下降。

傅向東研究團(tuán)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(guān)鍵基因GRF4。研究證實(shí)，GRF4是一個控制植物碳-氮代謝的正調(diào)控因子，不僅可促進(jìn)氮素吸收、同化和轉(zhuǎn)運(yùn)，還可增強(qiáng)光合作用、糖類物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)等，促進(jìn)植物生長發(fā)育和農(nóng)作物產(chǎn)量提升。

來源：科技日報