华南植物园提高水稻氮吸收效率和产量的基因研究获进展

华南植物园,2013-07-18

水稻作为重要的粮食作物，世界上三分之一以上的人以其为主食。为解决人口增长与耕地面积减少的矛盾，提高水稻单位面积产量仍是人们面临的挑战。如何进一步提高水稻产量来满足人类不断增长的需求，已成为现代农业生产上的一项主要任务。我国普遍存在着由于氮肥利用率低和大量的氮素损失导致的一系列环境问题，所以提高植物氮利用效率是农业可持续发展的关键。OsPTR9是水稻寡肽/硝酸根运输基因家族（PTR/NRT）的一个基因，通过超量表达后，可使正常的水稻吸收氮肥的效率提高，分蘖能力增强，穗长增加、总粒数和千粒重增加，从而产量提高，并且通过RNAi、突变体等降低OsPTR9的表达量后证实了该基因的作用。大田不施肥下，超表达植株的产量比对照增幅最大，达到18.6%。正常施肥下，超表达植株的两个株系每亩比对照增产7.2%和8.1%。铵肥有利于转基因植株获得较高的产量。

华南植物园农业及资源植物研究中心张明永、方中明等科研人员经过长期实验研究，发明公开了一种控制水稻氮吸收效率和产量的基因OsPTR9及其应用。该基因超量表达后，使正常的水稻吸收氮肥的效率提高，分蘖能力增强，穗长增加，千粒重增加，产量提高。本基因不仅对水稻在低氮条件下氮吸收增加及稻谷增产有促进作用，同时也可以减轻因氮素损失对环境问题的负面影响。该基因在阐述氮素影响植物生长及发育过程方面；在水稻高效利用氮肥与提高产量方面具有重要的应用价值。

该研究成果同时已在国际学术刊物Plant Biotechnology Journal（Fang et al., 2013，11（4）：446-458.，IF2012=6.279）上发表，并获得国家发明专利授权。