基因GRF4影响作物氮肥吸收利用的关键

   大量施用氮肥是水稻、小麦等农作物增产的重要措施，但近年来，逐年增加的氮肥使用量带来的并非产量的增加，而是日益严重的生态问题。如何突破氮肥利用效率的瓶颈是近年来的前沿课题之一。中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究团队的最新研究成果为解决这一问题提供了可行路径。

该团队找到与植物氮素吸收与利用率密切相关的基因，从分子水平阐明了“绿色革命”矮秆育种伴随氮肥利用效率低下的原因，并提出明确解决方案，为培育新“绿色革命”作物品种奠定基础。《自然》杂志于16日凌晨在线发表这一成果。

傅向东告诉科技日报记者，上世纪60年代，以半矮秆新品种培育为标志的“绿色革命”带来全球粮食产量的大幅增长，但这些半矮化品种中抑制植物生长的DELLA蛋白高水平累积，导致对氮肥的响应减弱、氮肥利用效率下降。

傅向东研究团队在携带半矮秆“绿色革命”基因的水稻资源材料中筛选到一个氮素吸收速率显著增加的新品系，并成功分离和克隆了水稻氮肥高效利用的关键基因GRF4。研究证实，GRF4是一个控制植物碳-氮代谢的正调控因子，不仅可促进氮素吸收、同化和转运，还可增强光合作用、糖类物质代谢和转运等，促进植物生长发育和农作物产量提升。