中国科学家成功鉴定水稻氮高效基因

2021年1月6号，Nature杂志在线发表了来自中科院遗传与发育生物学研究所储成才研究团队题为“Genomic basis of geographical adaptation to soil nitrogen in rice”的研究论文，这项研究表明水稻的氮利用效率的遗传基础与当地土壤的适应性相关，揭示了氮素调控水稻分蘖发育过程的分子基础。该研究是该领域里程碑式的工作进展，对未来培育施氮少而高产的水稻奠定了基础。

该研究团队通过对过去100年间收集于全球不同地理区域52个国家及地区的110份早期水稻農家种在不同氮肥条件下进行全面的农艺性状鉴定，发现水稻分蘖（分枝）氮响应能力与氮肥利用效率变异间存在高度关联。

研究团队利用全基因组关联分析结合多重组学技术鉴定到一个水稻氮高效基因OsTCP19，其作为关键调控因子调控水稻分蘖。进一步研究发现，OsTCP19上游调控区一小段核酸片段（29-bp）的缺失与否，是不同水稻品种分蘖氮响应差异的主要原因。

研究人员指出，最新鉴定的氮高效基因其氮高效类型OsTCP19-H在起源于贫瘠土壤的品种中富集，而现代栽培种大多丢失。氮高效类型OsTCP19-H在水稻品种中出现的频率和稻田土壤氮含量显著负相关，并且野生稻中90%以上为氮高效基因型，暗示其贡献了水稻对低土壤肥力地区的地理适应性，且在水稻驯化过程中在低肥地区得到保留。研究团队将OsTCP19-H导入现代水稻品种，在减氮水平下可以提高氮肥利用效率20%-30%，结果表明该基因在农业绿色发展领域有重要应用潜力。

来源：SeedQuest、中国科学院