科学家破解实现水稻“低肥高产”关键基因

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。（董瑞丰）