近日,，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所錢前院士研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)水稻研究所等單位合作完成的題為“The indica nitrate reductase gene OsNR2 allele enhances rice yield potential and nitrogen use efficiency”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)并揭示了可協(xié)同提高水稻產(chǎn)量和氮素利用效率的新基因OsNR2的作用機(jī)制。

　　本研究利用秈稻9311和粳稻日本晴構(gòu)建的重組自交系（RIL）群體,，通過(guò)圖位克隆發(fā)現(xiàn)了硝酸鹽類似物氯酸鹽（ClO3-）抗性QTL-qCR2,，其為編碼硝酸還原酶的OsNR2基因,。點(diǎn)突變分析發(fā)現(xiàn),，位于NAD(P)H結(jié)合域的精氨酸（秈型）和色氨酸（粳型）的差異是秈稻硝酸還原酶活性高于粳稻的關(guān)鍵,。

　　▲Expression of the 9311 OsNR2allele boosts Nipponbare N assimilation, tiller number, and grain yield.

　　將秈型和粳型OsNR2等位基因分別轉(zhuǎn)入粳稻日本晴,，發(fā)現(xiàn)攜帶秈型OsNR2的轉(zhuǎn)基因植株NR活性更高，15NO3-吸收活性更強(qiáng),，地上部和穗部含氮量也更高,。多地田間試驗(yàn)表明帶有秈型OsNR2的近等基因系或轉(zhuǎn)基因株系有效分蘗和產(chǎn)量增加。此外，OsNR2等位基因和OsNRT1.1B等位基因（編碼硝態(tài)氮轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白）具有正反饋相互作用,，在粳稻背景下聚合秈型OsNR2基因和OsNRT1.1B基因,，可以獲得比導(dǎo)入單個(gè)基因更高的產(chǎn)量和氮肥利用率。

　　本研究為培育環(huán)境友好型,、資源節(jié)約型水稻提供了新的基因資源,，對(duì)持續(xù)提高水稻產(chǎn)量，保障全球糧食安全具有重要意義,。

　　該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助,。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所錢前院士和英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、英國(guó)牛津大學(xué)教授Nicholas P. Harberd為共同通訊作者,。中國(guó)水稻研究所高振宇研究員,、陳光副研究員和中科院植物生理生態(tài)研究所王玉鋒博士為論文的并列第一作者,，基因組所商連光副研究員參與了本研究的大數(shù)據(jù)分析工作,。

　　原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-13110-8