中國科學家成功鑒定水稻氮高效基因

2021年1月6號，Nature雜志在線發表了來自中科院遺傳與發育生物學研究所儲成才研究團隊題為“Genomic basis of geographical adaptation to soil nitrogen in rice”的研究論文，這項研究表明水稻的氮利用效率的遺傳基礎與當地土壤的適應性相關，揭示了氮素調控水稻分蘗發育過程的分子基礎。該研究是該領域里程碑式的工作進展，對未來培育施氮少而高產的水稻奠定了基礎。

該研究團隊通過對過去100年間收集于全球不同地理區域52個國家及地區的110份早期水稻農家種在不同氮肥條件下進行全面的農藝性狀鑒定，發現水稻分蘗（分枝）氮響應能力與氮肥利用效率變異間存在高度關聯。

研究團隊利用全基因組關聯分析結合多重組學技術鑒定到一個水稻氮高效基因OsTCP19，其作為關鍵調控因子調控水稻分蘗。進一步研究發現，OsTCP19上游調控區一小段核酸片段（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，而現代栽培種大多丟失。氮高效類型OsTCP19-H在水稻品種中出現的頻率和稻田土壤氮含量顯著負相關，并且野生稻中90%以上為氮高效基因型，暗示其貢獻了水稻對低土壤肥力地區的地理適應性，且在水稻馴化過程中在低肥地區得到保留。研究團隊將OsTCP19-H導入現代水稻品種，在減氮水平下可以提高氮肥利用效率20%-30%，結果表明該基因在農業綠色發展領域有重要應用潛力。

來源：SeedQuest、中國科學院