The Crop Journal | 广西农业科学院发现OsNPF3.1提高水稻氮肥利用效率和生物产量

水稻是重要的粮食作物，全世界一半以上的人口以水稻为主食。氮是植物需求量最大的矿质元素，也是植物生长发育的关键限制因子。在水稻生产实践中，大量施用氮肥一直是实现其高产的重要措施之一。然而，过量施氮不仅增加了生产成本，而且严重破坏了农业生态环境，提高水稻氮肥利用效率成为当前亟需解决的科学问题。近日，广西农业科学院水稻研究所稻种资源研究中心在The Crop Journal在线发表了题为“OsNPF3.1, a member of the NRT1/PTR family, increases nitrogen use efficiency and biomass production in rice”的研究论文。作者图位克隆了OsNPF3.1基因，并证实了OsNPF3.1影响水稻氮肥利用效率和生物产量，挖掘了优良单倍型。

作者将OsNPF3.1精细定位在水稻第6染色体48.02 kb的区间，包含8个候选基因。随后，利用一代测序、RNA-seq和同源基因共线性分析，确定LOC_Os06g15370为理想的候选基因，该基因在编码区存在一个氨基酸突变造成了野生稻与栽培稻的氮素利用效率差异。利用CRISPR/Cas9和RNAi技术发现，OsNPF3.1可以影响水稻的氮肥利用效率、株高、生育期和千粒重。RT-qPCR和GUS染色表明OsNPF3.1主要在水稻的地上部位表达。OsNPF3.1蛋白定位在细胞膜上。OsNPF3.1经历过驯化选择，有两个自然变异位点与氮肥利用效率相关，其中OsNPF3.1Chr6_8741040在籼稻和粳稻之间存在差异。因此，OsNPF3.1为培育高氮肥利用效率水稻品种提供新的基因资源。

作者和基金项目

杨行海副研究员、农保选副研究员和陈灿助理研究员为该文共同第一作者，阎勇研究员、李丹婷研究员和邓国富研究员为共同通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32060476，31860371）、广西科技计划项目（AA22068087，AB21238009）和广西自然科学基金（2015GXNSFAA139054, 2018GXNSFAA138124， 2020GXNSFAA259041）的资助。广西农业科学院水稻研究所稻种资源研究中心以栽培稻和野生稻为研究对象，挖掘有利基因应用于水稻新品种选育。该团队已在Plant Biotechnology Journal、The Plant Journal等学术期刊上发表多篇研究论文。

本文转载自The Crop Journal

转自：植物生物技术Pbj

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