2021年1月6號(hào)，Nature雜志在線發(fā)表了來(lái)自中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所儲(chǔ)成才研究團(tuán)隊(duì)題為“Genomic basis of geographical adaptation to soil nitrogen in rice”的研究論文，這項(xiàng)研究表明水稻的氮利用效率的遺傳基礎(chǔ)與當(dāng)?shù)赝寥赖倪m應(yīng)性相關(guān)，揭示了氮素調(diào)控水稻分蘗發(fā)育過(guò)程的分子基礎(chǔ)。該研究是該領(lǐng)域里程碑式的工作進(jìn)展，對(duì)未來(lái)培育施氮少而高產(chǎn)的水稻奠定了基礎(chǔ)。

該研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)過(guò)去100年間收集于全球不同地理區(qū)域52個(gè)國(guó)家及地區(qū)的110份早期水稻農(nóng)家種在不同氮肥條件下進(jìn)行全面的農(nóng)藝性狀鑒定，發(fā)現(xiàn)水稻分蘗（分枝）氮響應(yīng)能力與氮肥利用效率變異間存在高度關(guān)聯(lián)。

研究團(tuán)隊(duì)利用全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)合多重組學(xué)技術(shù)鑒定到一個(gè)水稻氮高效基因OsTCP19，其作為關(guān)鍵調(diào)控因子調(diào)控水稻分蘗。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OsTCP19上游調(diào)控區(qū)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(yīng)差異的主要原因。

研究人員指出，最新鑒定的氮高效基因其氮高效類型OsTCP19-H在起源于貧瘠土壤的品種中富集，而現(xiàn)代栽培種大多丟失。氮高效類型OsTCP19-H在水稻品種中出現(xiàn)的頻率和稻田土壤氮含量顯著負(fù)相關(guān)，并且野生稻中90%以上為氮高效基因型，暗示其貢獻(xiàn)了水稻對(duì)低土壤肥力地區(qū)的地理適應(yīng)性，且在水稻馴化過(guò)程中在低肥地區(qū)得到保留。研究團(tuán)隊(duì)將OsTCP19-H導(dǎo)入現(xiàn)代水稻品種，在減氮水平下可以提高氮肥利用效率20%-30%，結(jié)果表明該基因在農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展領(lǐng)域有重要應(yīng)用潛力。

來(lái)源：SeedQuest、中國(guó)科學(xué)院