影响作物氮素吸收利用的关键基因

科技日报:大量施用氮肥是提高水稻、小麦等作物产量的重要措施。然而，近年来，氮肥施用量的逐年增加并没有带来产量的增加，而是带来了日益严重的生态问题。如何突破氮素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小组的最新研究成果为解决这一问题提供了一条可行的途径。

该团队发现了与植物氮素吸收利用密切相关的基因，从分子水平上解释了伴随“绿色革命”矮化育种而来的氮素利用效率低下的原因，并提出了明确的解决方案，为培育新的“绿色革命”作物品种奠定了基础。《自然》杂志于16日清晨在网上公布了结果。

傅向东告诉《科学日报》，20世纪60年代，以培育半矮秆新品种为标志的“绿色革命”使全球粮食产量大幅增加。然而，这些半矮秆品种中积累的高水平DELLA蛋白抑制了植物生长，导致对氮肥的反应减弱和氮肥利用效率下降。

傅向东的研究团队从携带半矮秆“绿色革命”基因的水稻资源材料中筛选出一个氮吸收速率显著提高的新菌株，并成功分离克隆了水稻氮高效利用的关键基因GRF4。研究证明，GRF4是控制植物碳氮代谢的积极调节因子，不仅能促进氮的吸收、同化和运输，还能增强光合作用、碳水化合物代谢和运输，促进植物生长发育，增加作物产量。(记者曹秀英、李大庆)