作者:丁佳 来源:中国科学报 发布时间:2015-6-10
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发现关键基因
在粳稻氮利用效率改良上极具价值

 

本报北京6月9日讯(记者丁佳)《自然—遗传学》杂志今天在线发表了中科院遗传与发育生物学研究所的一项成果,研究揭示了水稻亚种间氮利用效率差异的分子机制,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。

该所研究员储成才领导的团队研究表明,籼稻品种利用硝酸盐的能力显著高于粳稻品种,通过图位克隆技术从籼稻中克隆出高氮利用效率基因NRT1.1B,NRT1.1B编码一个硝酸盐转运蛋白,在籼粳稻间只有一个氨基酸的差别,且籼稻与粳稻呈现出显著的分化,各种证据表明,籼稻型具有更高的硝酸盐吸收及转运活性。

尤为重要的是,籼稻中的硝酸盐同化过程的关键基因也被显著上调,使籼稻具有更高的氮肥利用能力。研究表明,NRT1.1B的一个碱基的自然变异是导致粳稻与籼稻间氮肥利用效率差异的重要原因。

研究人员将籼稻型NRT1.1B导入粳稻品种,在北京、上海、长沙三个试验点进行的田间实验表明,含有籼稻型NRT1.1B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%。这一结果表明,NRT1.1B在粳稻氮肥利用效率改良上具有巨大应用价值。

据了解,亚洲栽培稻分为两个主要亚种——粳稻与籼稻,粳稻由于其较强的低温耐受性在中国、日本及朝鲜半岛等东北亚地区广泛种植,由于粳稻比籼稻具有更好的食味品质,在中国的种植面积逐年扩大。然而相比于籼稻,粳稻的低氮肥利用效率成为限制其种植面积扩大的重要瓶颈。

《中国科学报》 (2015-06-10 第1版 要闻)
 
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