氮素是促進(jìn)作物增產(chǎn)的最關(guān)鍵因素之一,但氮肥大量施用不僅增加了農業(yè)生產(chǎn)成本,更導致土壤酸化、水體富營(yíng)養化等環(huán)境問(wèn)題。中科院遺傳發(fā)育研究所儲成才研究員領(lǐng)導的團隊在水稻氮利用效率改良研究上取得重大突破,成果9日在線(xiàn)發(fā)表在國際著(zhù)名期刊《自然·遺傳學(xué)》上。
據統計,全世界每年施用氮肥超過(guò)1.2億噸,用于治理氮污染的費用巨大。如何在減少氮肥施用的同時(shí)提高農作物產(chǎn)量始終是困擾科技工作者的一個(gè)難題,而培育高氮肥利用效率的作物新品種是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。
水稻是世界上最重要的糧食作物之一,粳稻和秈稻是亞洲栽培稻的兩個(gè)主要亞種,而粳稻比秈稻具有更好的食味品質(zhì),在中國的種植面積逐年擴大。
儲成才團隊的科研人員發(fā)現,秈稻具有更高的氮肥利用能力。他們從秈稻中克隆出了高氮利用效率基因NRT1.1B,將其導入粳稻品種。在北京、上海、長(cháng)沙三個(gè)試驗點(diǎn)進(jìn)行的田間實(shí)驗表明,含有秈稻型NRT1.1B的粳稻品種在一半施肥條件下,與對照組相比增產(chǎn)30%至33%,氮肥利用效率提高30%;在正常施氮條件下,增產(chǎn)8%至10%,氮肥利用效率提高約10%。
專(zhuān)家表示,該項研究不僅揭示了水稻亞種間氮利用效率差異的分子機制,更重要的是為中國科學(xué)家提出的“分子模塊設計育種”和“綠色超級稻”的培育提供了一個(gè)重要的分子模塊,在粳稻氮肥利用效率改良上具有巨大應用價(jià)值。