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左建儒研究组和陈凡研究组等发现调控水稻氮高效的新机制

  2021427日,Molecular Plant在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所左建儒研究员、陈凡研究员、钱文峰研究员和林少扬研究员、中国水稻研究所钱前研究员、山东省水稻研究所谢先芝研究员和中国科学院微生物研究所郭惠珊研究员团队合作研究报告“The Ghd7 Transcription Factor Represses the ARE1 Expression to Enhance Nitrogen Utilization and Grain Yield in Rice”。该论文报道了Ghd7-ARE1模块调控水稻氮素利用与产量的分子机理,为培育作物氮高效品种提供了新线索。 

 

  植物对氮素的利用效率主要受遗传因子和环境因素及其互作调控。前期的研究表明, Ghd7编码一个转录因子,是调控水稻产量的一个主控基因,主要通过协调植株高度、开花时间和穗粒数等性状而调控产量性状;而ARE1基因是调控氮营养和产量的一个重要基因,但其作用机制与遗传调控机制尚不清楚。在该研究中,作者发现Ghd7结合到ARE1基因上并抑制其表达,从而正调控水稻氮素利用和产量。值得指出的是,Ghd7ARE1单倍体型与土壤氮含量密切相关,且其在水稻亚群中呈现差异分布趋势,是水稻育种过程中被选择的两个位点。此外,二者优异等位基因的组合增加了氮素利用效率和低氮生长条件下的产量,为培育氮高效材料提供了遗传位点。 

 

  中国科学院遗传与发育生物学研究所和微生物研究所联合培养博士后王青为该论文的第一作者,左建儒研究员和陈凡研究员为该论文的通讯作者。该研究得到了国家科技部、农业农村部和植物基因组学国家重点实验室的资助。