中科院遗传发育所氮肥利用效率改良获重大突破

  大公网6月14日讯 中科院遗传发育所在氮肥利用效率改良上取得重大突破。

  中国科学院遗传与发育生物学研究所网站发布消息称,中科院遗传发育所储成才研究员领导的团队发现, 籼粳稻间氮肥利用效率的差异是由于一个叫NRT1.1B的基因发生了一个点突变所导致。

  研究不仅揭示了水稻亚种间氮利用效率差异的分子机制,更为重要的是,它为我国科学家提出的“分子模块设计育种”和“绿色超级稻”的培育提供了一个重要的分子模块。

  氮素是促进作物增产的最关键因素之一。统计表明,全世界每年施用氮肥超过1.2亿吨。氮肥大量施用不仅增加了农业生产成本,更为重要的是导致包括气候变化、土壤酸化及水体富营养化等环境灾难。正因为如此,氮污染被认为是21世纪人类面临的最大环境挑战。另一方面,不断增长的人口对粮食产量提出了更大需求。因此,如何在减少氮肥施用的同时提高农作物产量始终是困扰科学工作者的一个难题,而培育高氮肥利用效率的作物新品种是解决这一系列问题的关键。

  水稻是最重要的粮食作物。亚洲栽培稻分为籼、粳稻两个主要亚种,它们在形态、发育及生理等方面都表现出不同特征。籼稻主要种植在南方热带和亚热带气候,而粳稻由于其较强的低温耐受性主要种植在中国东北地区、日本及朝鲜半岛等,由于粳稻比籼稻具有更好的食味品质,种植面积逐年扩大。更有意思的是,籼稻比粳稻具有更高的氮肥利用效率,而这种差异是由于它们对硝态氮利用能力的差异所致。

  中国科学院遗传与发育生物学研究所研究团队在北京、上海及长沙三个试验点进行的田间试验发现,通过改良的粳稻品种在一半施肥条件下,与对照相比增产30-33%,氮肥利用效率提高30%,在正常施氮条件下,增产8-10%,氮肥利用效率提高约10%。进一步对东北大面积推广品种空育131和长江下游推广品种秀水131进行改良,氮肥利用效率也显著提高, 由此可见, 这一发现是粳稻氮肥利用效率改良具有重大应用价值, 并会产生巨大的经济和社会效益。

  据悉,此项成果于2015年6月8日(伦敦时间)在线发表在《自然-遗传学》杂志上,并被期刊评委高度评价为“一个伟大的发现”,“在植物氮肥利用效率改良上具有广泛深远的影响”。


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责任编辑:乔马良

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