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发布日期：2024-06-27 作者：开云
农业出产中过量施用氮肥反而会下降水稻产量和氮素操纵效力。南京农业年夜学传授、中国工程院院士万建平易近团队初次在份子遗传学层面说明了过量施用氮肥致使水稻无效分蘖构成的机理，从水稻天然群体中挖掘了氮高效优良单倍型转录因子OsGATA8-H，同时连系基因编纂和回交育种手艺创制了优良氮高效育种材料。6月13日，相干功效颁发在《天然—遗传学》（Nature Genetics）上。
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南京农年夜供图
单元面积有用分蘖数是决议水稻单产的要害身分之一。上世纪60年月以来，氮肥的年夜幅投入增进了食粮单产的晋升。但科学家们发现，过量施用氮肥致使无效分蘖过量发展，按捺水稻有用分蘖的构成，反而会下降水稻产量和氮素操纵效力。
该研究环绕以OsGATA8-H为焦点的份子调控模块，说明了氮调控有用分蘖构成的主要科学问题。“此次发现的转录因子OsGATA8-H近似调控铵离子转运的一道‘闸门’。”论文配合通信作者、南京农年夜传授王春明说，这道“闸门”可以“双向调控”氮素操纵效力，在低氮前提下，“闸门”经由过程增添OsAMT3.2表达，增进水稻铵接收；在高氮前提下，这道“闸门”又能恰当提高OsTCP19的表达，增进更多分蘖发育成有用分蘖，削减无效分蘖的构成。
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田间表型不雅察与数据搜集。南京农年夜供图
在此根本上，团队又经由过程基因组编纂和基因聚合手艺，将优良单倍型基因OsGATA8-H导入现代栽培品种中，为水稻氮高效育种、削减化肥利用，推动绿色农业的可延续成长供给了标的目的。
这一功效前后历经了十余年时候。该团队自2013年起，从1万份育种材猜中精心挑选，遴选出了1000份性状优良的亲本。进一步挑选出175份材料进行全基因组测序阐发，终究找到了OsGATA8-H这道要害的“闸门”，并持续3年田间尝试，经由过程基因敲除和过表达尝试完成了从基因到表型的双向验证。
德国莱布尼茨植物遗传和作物研究所所长Nicolaus von Wiren评价：“研究人员判定了氮高效要害转录因子GATA8，并摸索了等位基因多样性，是一项系统深切的原创性功效。在现代水稻品种中发现了优良单倍型GATA8-H，将对水稻氮高效遗传育种研究发生深远的影响。”
该功效取得国度重点研发项目、国度天然科学基金项目和江苏省生物育种钟山尝试室等帮助。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-024-01795-7
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