在植物功能基因组学领域,褚成才研究组对多种水稻地方品种的NUE相关性状进行了评估,并通过GWAS鉴定了OsTCP19启动子中与分蘖对氮的反应(TRN)相关的变异,表明OsTCP19在适应不同地理区域局部土壤条件下发挥的重要作用(Liu et al., Nature , 2021)。左建如研究组证明了Ghd7和ARE1的优良等位基因组合在低氮条件下提高了NUE和籽粒产量,定义了基于Ghd7–ARE1的氮利用调控机制,为水稻NUE的遗传改良提供了有用的靶点(Wang et al., Mol Plant , 2021)。王永红研究组与合作者描述了造成水稻GNP多样性的新型遗传变异,揭示了调控农学重要基因表达的潜在分子机制,并为通过操纵含有顺式调控元件的IR序列来提高水稻产量提供了一种有希望的策略(Wu et al., Mol Plant , 2021)。姚善国研究组与合作者揭示了LARGE2- APO1/APO2模块介导控制水稻穗大小和粒数的新型遗传和分子机制,表明该模块是改良作物穗大小和粒数的一个有希望的靶点(Huang et al., Plant Cell , 2021)。
过量的氮会促进水稻非生产性分蘖的形成,从而降低氮利用效率 (NUE)。通过平衡氮吸收和生产性分蘖的形成来开发高 NUE 水稻品种仍然是一个长期挑战,但这两个过程如何在水稻中协调仍然难以捉摸。在这里,我们将转录因子 OsGATA8 确定为水稻氮吸收和分蘖形成的关键协调因子。OsGATA8 通过抑制铵转运蛋白基因 OsAMT3.2 的转录来负向调节氮吸收。同时,它通过抑制分蘖的负调节因子 OsTCP19 的转录来促进分蘖的形成。我们将 OsGATA8 -H 确定为高 NUE 单倍型,具有增强的氮吸收和更高比例的生产性分蘖。OsGATA8- H的地理分布及其在历史种质中的频率变化表明其适应肥沃的土壤。总体而言,这项研究为NUE的调控提供了分子和进化方面的见解,并有助于培育具有更高NUE的水稻品种。
