1月6日，國際著名雜志《自然》以長文報道了中國科學院遺傳與發育生物學研究所儲成才研究組的重要研究成果。科學家利用全基因組關聯分析，鑒定了一個關鍵的氮高效基因OsTCP19，并詳細解析了其上下游調控機制。氮高效基因類型OsTCP19在起源于貧瘠土壤的品種中富集，而現代栽培種大多丟失。研究組將氮高效基因類型OsTCP19導入現代水稻品種，在減氮條件下可以提高水稻氮肥利用效率20-30%。這一發現不僅對于減少化肥施用至關重要，也為實現農業領域的節能減排、推動農業綠色發展提供全新思路。
儲成才研究組對過去100年間收集于全球不同地理區域52個國家（地區）的110份早期水稻農家種進行了全面的農藝性狀鑒定，發現不同氮肥條件下，水稻分蘗（分枝）氮響應能力與氮肥利用效率變異間存在高度關聯。研究組利用全基因組關聯分析技術鑒定到一個水稻氮高效基因OsTCP19，其作為關鍵調控因子調控水稻分蘗。
進一步研究發現，OsTCP19上游調控區一小段核酸片段（29-bp）的缺失與否是不同水稻品種分蘗氮響應差異的主要原因。氮高效品種中的OsTCP19調控區缺失該29-bp核酸序列，氮響應負調控因子LBD蛋白可以高效結合在該位點附近并抑制OsTCP19轉錄表達。通過多重組學分析，OsTCP19作為調控因子抑制分蘗促進基因DLT的表達，進而實現對水稻分蘗發育的調控，揭示了氮素調控水稻分蘗發育過程的分子基礎。氮高效品種在低氮或者中氮條件下分蘗數更多，從而提高氮的利用效率。
長期以來，育種的首要目標是高產，使水稻能在大量施用化肥情況下，獲得較高產量。然而，這導致一些重要基因資源的丟失，以致主栽水稻品種肥料利用效率普遍較低。通過對世界水稻種植區土壤氮含量數據分析，研究團隊發現，土壤越貧瘠的地方，OsTCP19氮高效變異越常見，并隨著土壤氮含量的增加，氮高效類型品種逐步減少，而我國現代水稻品種中這一氮高效變異幾乎全部丟失。
世界各地氣候、土質的巨大差異造就了農家品種豐富的遺傳多樣性。在水稻種子庫中，集合了在現代高產水稻品種推廣之前，也就是氮肥大量施用之前，世界各地農家種植的本地品種。研究人員通過對這些“古早”的水稻品種進行基因遺傳分析，最終定位了基因組上這一關鍵變異。將這一氮高效變異重新引入現代水稻品種，從而在水稻種植過程中使用更少的化肥，也能達到相同的產量。
儲成才研究組對過去100年間收集于全球不同地理區域52個國家（地區）的110份早期水稻農家種進行了全面的農藝性狀鑒定，發現不同氮肥條件下，水稻分蘗（分枝）氮響應能力與氮肥利用效率變異間存在高度關聯。研究組利用全基因組關聯分析技術鑒定到一個水稻氮高效基因OsTCP19，其作為關鍵調控因子調控水稻分蘗。
進一步研究發現，OsTCP19上游調控區一小段核酸片段（29-bp）的缺失與否是不同水稻品種分蘗氮響應差異的主要原因。氮高效品種中的OsTCP19調控區缺失該29-bp核酸序列，氮響應負調控因子LBD蛋白可以高效結合在該位點附近并抑制OsTCP19轉錄表達。通過多重組學分析，OsTCP19作為調控因子抑制分蘗促進基因DLT的表達，進而實現對水稻分蘗發育的調控，揭示了氮素調控水稻分蘗發育過程的分子基礎。氮高效品種在低氮或者中氮條件下分蘗數更多，從而提高氮的利用效率。
長期以來，育種的首要目標是高產，使水稻能在大量施用化肥情況下，獲得較高產量。然而，這導致一些重要基因資源的丟失，以致主栽水稻品種肥料利用效率普遍較低。通過對世界水稻種植區土壤氮含量數據分析，研究團隊發現，土壤越貧瘠的地方，OsTCP19氮高效變異越常見，并隨著土壤氮含量的增加，氮高效類型品種逐步減少，而我國現代水稻品種中這一氮高效變異幾乎全部丟失。
世界各地氣候、土質的巨大差異造就了農家品種豐富的遺傳多樣性。在水稻種子庫中，集合了在現代高產水稻品種推廣之前，也就是氮肥大量施用之前，世界各地農家種植的本地品種。研究人員通過對這些“古早”的水稻品種進行基因遺傳分析，最終定位了基因組上這一關鍵變異。將這一氮高效變異重新引入現代水稻品種，從而在水稻種植過程中使用更少的化肥，也能達到相同的產量。
農先鋒網聲明：凡資訊來源注明為其他媒體來源的信息，均為轉載自其他媒體，并不代表本網站贊同其觀點，也不代表本網站對其真實性負責。您若對該文章內容有任何疑問或質疑，請立即與網站(m.ljxw.com.cn)聯系，本網站將迅速給您回應并做處理。
聯系郵箱:3267146135@qq.com
聯系郵箱:3267146135@qq.com
