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中國研究人員在農作物氮肥高效利用方面取得新進展
2018-08-16 15:51:57 來源: 新華網
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  新華社北京8月16日電(余曉潔、李洋)中國科學院遺傳與發育生物學研究所傅向東研究員領導的團隊發現GRF4生長因子在提高水稻和小麥氮肥利用率方面發揮關鍵作用,探索出糧食産量和氮肥利用率同步提高的農業可持續發展新路徑。這一研究成果16日發表在國際權威學術期刊《自然》上。

  記者從傅向東研究團隊獲悉,植物生長因子GRF4是一個影響作物生長發育和氮肥利用效率的正調控因子,較高的GRF4表達水平可以促進根係的氮肥吸收,增強葉片光合作用,促進灌漿及胚乳中幹物質的積累,進而增加農作物産量。

  “改良後的水稻和小麥不但保留了第一次‘綠色革命’半矮化的優良性狀,而且植物根係更發達,葉片更寬大,莖稈更粗壯,種子更飽滿。”研究團隊成員李姍説。

  “綠色革命”是指半矮化育種促進糧食增産的技術變革,通過植物生長抑制因子DELLA蛋白高水平積累,培育出植株矮、抗倒伏、産量高的新品種。另一方面,攜帶“綠色革命”基因的農作物對氮肥的響應較弱,大量施加氮肥便成了增産的重要保障。而氮肥的過量使用會加劇土壤酸化、水體富營養化和農業溫室氣體排放等一係列生態環境污染問題。

  “GRF4是赤霉素信號傳遞途徑的一個關鍵元件,它能與DELLA蛋白相互作用。”傅向東説,我們的新發現揭示了植物生長和代謝耦合的分子機制。赤霉素能通過促進DELLA蛋白降解,進而增強GRF4蛋白活性,從而維持植物生長—氮代謝平衡。

  名古屋大學松岡信教授評論認為,GRF4新功能的發現,為“少投入、多産出、保護環境”農作物分子設計育種奠定了理論基礎,並提供具有重要育種利用價值的新基因資源。

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【糾錯】 責任編輯: 張樵蘇
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