記者近日從中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所了解到，歷經(jīng)7年時間努力，周文彬研究員團隊在水稻中研究發(fā)現(xiàn)了水稻高產(chǎn)基因OsDREB1C。該基因能夠同時提高光合作用效率和氮素利用效率，在節(jié)肥的同時顯著提高作物產(chǎn)量。7月22日，相關研究成果在國際著名學術期刊《科學》雜志以研究長文的形式在線發(fā)表。
據(jù)了解，近年來作物單產(chǎn)增長緩慢，同時，氮肥作為農(nóng)作物增產(chǎn)的重要措施之一，過量施用導致土壤酸化、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境污染問題。
在作物大幅度增產(chǎn)的同時實現(xiàn)氮肥高效利用，是當前農(nóng)業(yè)科學研究中的前沿和熱點。
經(jīng)過多年研究，周文彬團隊在水稻中鑒定到一個同時受光和低氮誘導表達的基因OsDREB1C。研究發(fā)現(xiàn)，它能夠同時提高水稻光合作用效率和氮素利用效率，可顯著提高作物產(chǎn)量并高效利用氮肥，還可使水稻提前抽穗，縮短生長周期，實現(xiàn)“高產(chǎn)早熟，綠色高效”。
據(jù)悉，2018年至2022年間，團隊在北京、三亞、杭州的多年多點田間試驗發(fā)現(xiàn)，增強該基因表達可使水稻產(chǎn)量較野生型提高30%以上，氮肥利用效率提高25.8%至56.6%，并縮短水稻生長周期。
過表達材料（左）、野生型（中）、基因敲除材料（右）田間表型對比。（受訪者供圖）
研究還發(fā)現(xiàn)，該基因在小麥中同樣具有高產(chǎn)早熟的功能。通過在普通小麥品種“Fielder”中表達該基因進行功能驗證，可使小麥田間增產(chǎn)20%左右，早熟3天至6天。
《科學》雜志一位評審專家認為，作者對OsDREB1C基因進行了細致深入的分析，出色完成了大量的田間試驗工作，包括不同作物、不同地點的多年田間試驗，呈現(xiàn)了全面的研究結(jié)果。
中國科學院院士楊維才表示，長期以來，育種家一直在尋找同時具備高產(chǎn)和高效的基因資源。OsDREB1C基因的發(fā)現(xiàn)，具有重要的科學價值和應用前景，其應用可能將對水稻和其他作物的改良，提供新的基因資源，促進高產(chǎn)高效作物新品種的培育。
