中科院遗传发育所发现水稻氮高效利用关键基因

这种 基 因的过 表达 值 株在 高氮 和 低氮 条 件 的 分 子 机理 仍 了解 很 少 。
溯控 桐！ｆ物 发 育的 协 同作 Ｊｌｌ￣ＪＴ，１７Ｌ；ｌｉｉｌ研 究取 得进 展
近 日 ， 中 国 农 业 科 学 院 生 物 技 术 研 究 其 他 发 育 过 程 中 的 功 能 知 之 甚 少 。 该 研 究
甚至 会影 响 到植 物 尤其是 农 作物 的产 量 ， 期 种子 发 育 相关 基 因的 异位 表 达 ，从而 维
阐 明 植 物 发 育 时 期 的 分 子 调 控 机 理 对 于 生 持 植 物 正 常 的 营 养 生 长 。 研 究 结 果 对 于 揭
物学 基础 理 论和 农业 生产 都具 有 重要的 意 示 ＰｃＧ 和 ｔｒｘＧ 介 导 的 基 因 表 达 和 沉 默 途
义 。以 往的 研究 认 为拟 南芥 两 个表观 遗 传 径 之 间 的 相 互 作 用 机 制 以 及 植 物 发 育 时 空
调 控 复 合 体 Ｐｏｌｙｃｏｍｂ Ｇｒｏｕｐ （ＰｃＧ）和 表达调 控 的 表观遗 传 调控 新 机理 提 供 了重
ｔｒｉｔｈｏｒａｘ Ｇｒｏｕｐ （ｔｒｘＧ）通 过 拈 抗 作 用 来 要 依 据
所 与美 国 加 州１大 学 伯 克 利 分 校 合 作 在 调 控 通 过 分 析 ＰｃＧ 和 ｔｒｘＧ 基 因 功 能 缺 失 的 三
植 物 发 育 的 协 同 怍 用 机 制 方 面 取 得 重 要 进 突 变 体 ， 首次 发 现 ｔｒｘＧ 和 ＰｃＧ 复 合 体 的
展 。相 关 研 究 成 果 于 ２月 ９日在 线 发 表 在 分 功 能在 苗期 的 种子 基 因调控 中存 在协 同 作
铵 态 氮 ， 是 水 稻 的主 要利 用 方式 ，因此 该 基 青晚熟”是作物氮利用改良研究中的重大科 因的 这 种功能 分 化对 水 稻环境 适 应性 具 有 学 问 题 。 科学 家 过 去几 十年 的 研 究 对 上述 过
重 要 意 义。经 过 多年 多 点的 田 间 试验 表 明 ， 程 有 了 基 本 ｉ人识 ，但 对调 控 氮 代 谢 和 氯 利 用
子植物 （Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｌａｎｔ） 上 。
用 方式 ，而不 是 传统 认 为的 拮抗 作用 。进
植 物 生 长 过 程 中 各 个 发 育 阶 段 的 转 换 一 步 的 研 究 证 明 了７ ｔｒｘＧ 和 ＰｃＧ 蛋 白 可 以
和 特 定 基 因 的 表 达 对 于 植 物 生 长 非 常 重 要 ， 通 过调 控 染 色体 的动 态 结构 ，协 同抑 制 苗
·ＩＩ科院遗传 发育所 发现 水稻氮高效利川 父键 肚闪
最近 ，中 国科 学院 遗 传 与发 育生 物 学 下均表现 出显著的增产效果 。尤其在低氮 条
研 究所 研 究 员储成 才研 究组 在 水稻 氮高 效 件 下 ，该 基 因过 表 达 株 系小 区 产 量 以及 氮 利
利 用 领 域 的 研 究 取 得 了 新 突 破 ，陔 成 果 为 用 效 率 最 高 可 提 高 至 ６０％，且 在 高 氮 条 件 下
培 育兼 具高 产 与早 熟优 点 的水 稻品 种提 供 可 提 早 开 花 ２周 以一１－，从 而 有 效 缩 短 了水 稻
了解 决 方 案 ，相 关 研 究 ２月 ２４日在 线 发 表 成 熟 时 间 。该 研 究 成 果 为培 育 兼 具 高 产 与 早
在 植 物 细 咆 杂 志 上 。
抑 制 或 激 活 开 花 基 因 ， 从 而 控 制 营 养 生 长 到 生 殖 生 长 期 的 转 换 。但 是 这 两 类 蛋 白 在
（编辑 ｌ王雯慧）
２０１８年Ｏ３月 总 第 ２７４期 １３
位 于 液 泡膜 ，受 铵 盐 诱 导 ，参 与 水 稻 对 细 胞 巨大的推动作 用。但过度施 用氮肥还会导致
内硝 酸 盐 及 铵 盐 利 用 的 调 节 。 由于 硝 态 氮 和 作物 “贪青晚熟”，导致作物产量大幅降低 。
Hale Waihona Puke 铵态氮是植物利 用氮 的两种主要 形式 ，尤其 因此 ，提 高作物氮肥利用效 率同时避 免 “贪
熟品 种，克服 农业生 产中高 肥导致 的 “贪青
研 究 人 员在 前 期 研 究 硝 酸 盐 转 运 蛋 白基 晚 熟 ” 问题 提 供 了解 决 方案 ，具 有 巨 大的 应
因的 基 础上 ，对 其 同源 基 因的 功 能 进 行 了进 用潜力 。据了解 ，氮元素是所有有机体的必
一 步探索 。研究显示 ，这种 同源基 因主要定 需营养成 分，氮肥的使 用为作物增产起到 了