博物杂志
25-11-27 10:36 微博认证:博物杂志官方微博

#水稻高产或将不用猛猛施肥#
众所周知,水稻长太高了容易倒伏,因此抑制株高、使水稻长得矮壮结实的基因一直是育种中的重点。
不过这种矮化并非全无弊端,株高长得慢往往伴随着更低的光合固碳和氮吸收效率。这也意味着矮杆水稻品种需要更高的氮肥投入才能获得高产量。
如何找到耐受低氮环境的矮杆水稻?面对这一难题,研究人员最近带来了新发现:通过在已有水稻种质中的筛选和杂交、分离株系、基因图谱定位,最终在传统地方品种“千粒稻”中锁定了一段关键的染色体片段。
有趣的是,这段染色体并不是一段典型的蛋白编码基因,通过对这个片段作用的层层挖掘,研究人员发现,解决碳氮代谢与产量之间制衡的关键,竟是一个单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)导致的染色质环稳定性问题!原来,使水稻产生矮杆表型的SLR1蛋白的积累会抑制水稻的生长和产量,而这段染色质区段所调控的RCN2蛋白则能将SLR1“挤走”,而RCN2并不能在这种如同“抢凳子”的关系中总是保持胜利,这种微妙的制衡关系便是解除产量抑制和保持矮杆表型的关键。
目前,依据这一理论改良的稻种LYP9-inca2-c2已经在大田中取得了可喜的表现,相较于改良前的稻种LYP9“两优培九”,LYP9-inca2-c2能在每公顷氮肥减少90公斤的情况下,表现出超改良前约21.9%的产量。少肥增产,正契合绿色农业的环境友好理念,也许未来,我们还能通过此类巧妙的DNA构象控制技术,设计出更高效、更环保的作物。