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科学家找到一个关键基因 或可帮助水稻实现“低肥高产”

作者: 董瑞丰 来源: 新华网
2021-01-07 17:25 
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新华社北京1月7日电(记者董瑞丰)我国科学家最新研究发现,一个名为OsTCP19的基因在减氮情况下可以提高水稻氮肥利用效率20%至30%,或将帮助改良水稻品种,实现少施肥、高产量的目标。该成果北京时间7日由国际知名学术刊物《自然》发布。

中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员储成才介绍,其研究组对过去100年间收集于全球不同地理区域52个国家或地区的110份早期水稻农家种进行基因分析,最终定位了这一关键基因,并详细解析其上下游调控机制。

这些农家种是在现代高产水稻品种推广之前,也就是氮肥大量施用之前世界各地农家种植的本地品种。

氮肥的大量使用,数十年来大幅提升了农作物产量,但也增加种植成本,造成环境污染的巨大压力。长期高肥环境下的水稻育种,还导致一些重要基因丢失,造成主栽水稻品种肥料利用效率普遍较低。

通过对世界水稻种植区土壤氮含量数据分析,研究团队发现,土壤越贫瘠的地方,OsTCP19氮高效变异越常见,随着土壤氮含量的增加,氮高效类型品种逐步减少,由于长期超量施肥,我国现代水稻品种中这一氮高效变异几乎全部丢失。

研究显示,将这一氮高效变异重新引入现代水稻品种,在氮素减少的条件下,水稻氮肥利用效率可提高20%至30%。也就是说,在水稻生产中,使用更少的化肥,也可达到相同产量。

《自然》的专家评论文章认为,通过重新追溯育种历史,深度挖掘种质资源的优质遗传变异,有望找到一种减少化肥投入但不牺牲粮食产量的解决方案。

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