91精品一级片_亚洲人成网址在线播放a

国产成人亚洲欧美91_在线看片免费人成视频丨_久久免費视频精品_在线观看网站深夜免费A√

加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關鍵核心技術，努力搶占科技制高點，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現科學技術跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 科研進展

赤霉素信號傳導新機制提高水稻氮肥利用效率研究獲進展

2020-02-11 遺傳與發(fā)育生物學研究所

【字體：大中小】

語音播報

　　近日，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室傅向東團隊與其它三個實驗室聯(lián)合攻關，在《科學》（Science）雜志以研究長文（Research Article）形式發(fā)表了一篇題為Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice 的論文，報道了赤霉素信號傳導新機制提高水稻氮肥利用效率的研究成果。該發(fā)現不僅深化了對赤霉素信號傳導和植物氮素響應相互作用機制的理解，而且找到了一條在保證產量提高的同時，降低化肥投入、減少環(huán)境污染的育種新策略，為培育“少投入、多產出、保護環(huán)境”的綠色高產高效新品種奠定了理論基礎，并提供了有育種應用價值的基因資源。該論文被Science雜志選為該期的封面文章進行重點推薦。

　　傅向東團隊通過化學誘變和遺傳篩選，從攜帶“綠色革命”基因sd1的水稻品種93-11中篩選到一個產量性狀（分蘗）對氮素響應不敏感的突變體，并克隆了控制水稻氮肥高效利用的關鍵基因NGR5。研究表明NGR5是水稻生長發(fā)育響應氮素的正調控因子，NGR5與PRC2蛋白復合物互作，通過介導組蛋白甲基化（H3K27me3）修飾水平來調節(jié)靶基因的表達，進而調控水稻分蘗等農藝性狀對氮素的響應。研究還發(fā)現，NGR5是赤霉素信號傳導途徑的一個新的關鍵元件，它能與赤霉素受體GID1蛋白互作。赤霉素通過促進NGR5蛋白降解，導致表觀遺傳修飾水平降低，進而增強靶基因的轉錄活性，實現赤霉素調控植物生長發(fā)育。進一步研究發(fā)現NGR5與植物生長抑制因子DELLA蛋白互作，DELLA蛋白能競爭性結合赤霉素受體GID1蛋白，抑制赤霉素介導的NGR5蛋白降解，進而增加NGR5蛋白穩(wěn)定性。GA-GID1-NGR5信號傳導新機制的發(fā)現不僅豐富了對赤霉素作用機理的認識，而且從分子水平上揭示了“綠色革命”矮稈品種在高肥條件下增產的原因。

　　DELLA蛋白積累導致了水稻和小麥“綠色革命”。前期研究表明水稻生長調節(jié)因子GRF4是一個協(xié)同調控植物碳代謝、氮氮代謝和生長發(fā)育的關鍵因子，而且GRF4也是赤霉素信號傳遞途徑的一個重要組分，它能與DELLA蛋白互作。通過將GRF4-DELLA平衡向GRF4豐度增加傾斜，能協(xié)同提高水稻和小麥“綠色革命”品種的氮肥利用效率和谷物產量。研究發(fā)現，在當前主栽高產品種中，提高NGR5和GRF4表達量不僅能提高水稻氮肥利用效率，同時還可保持優(yōu)良的半矮化和高產特性，使得水稻在適當減少施氮肥條件下獲得更高的產量。

　　該論文于2月7日發(fā)表在Science雜志（DOI：10.1126/science.aaz2046）。遺傳發(fā)育所博士吳昆和王栓鎖為論文共同第一作者，傅向東和Nick Harberd為該論文的通訊作者。中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心張一婧團隊和中科院合肥物質科學研究院吳躍進團隊參與了本研究。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委和中科院戰(zhàn)略性先導科技專項的資助。

圖1：赤霉素信號傳導新機制調控水稻分蘗對氮素的響應

圖2：DELLA-NGR5-GRF4分子模塊協(xié)同提高水稻產量和氮肥利用效率

　　上世紀60年代，以矮化育種為標志的“綠色革命”使水稻和小麥具有耐高肥、抗倒伏和高產的優(yōu)良特性，但同時也存在氮肥利用效率低的缺點，其產量增加對化肥的依賴性高。持續(xù)大量的氮肥投入不僅增加種植成本，還導致環(huán)境污染。農業(yè)農村部公布2019年我國三大糧食作物的化肥利用率為39.2%，遠低于世界平均水平，更遠低于歐美等發(fā)達農業(yè)國家水平。如何減少農業(yè)生產中的氮肥投入并持續(xù)提高作物產量，已成為我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的重大問題。
　　近日，中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所植物細胞與染色體工程國家重點實驗室傅向東團隊與其它三個實驗室聯(lián)合攻關，在《科學》（Science）雜志以研究長文（Research Article）形式發(fā)表了一篇題為Enhanced sustainable green revolution yield via nitrogen-responsive chromatin modulation in rice 的論文，報道了赤霉素信號傳導新機制提高水稻氮肥利用效率的研究成果。該發(fā)現不僅深化了對赤霉素信號傳導和植物氮素響應相互作用機制的理解，而且找到了一條在保證產量提高的同時，降低化肥投入、減少環(huán)境污染的育種新策略，為培育“少投入、多產出、保護環(huán)境”的綠色高產高效新品種奠定了理論基礎，并提供了有育種應用價值的基因資源。該論文被Science雜志選為該期的封面文章進行重點推薦。
　　傅向東團隊通過化學誘變和遺傳篩選，從攜帶“綠色革命”基因sd1的水稻品種93-11中篩選到一個產量性狀（分蘗）對氮素響應不敏感的突變體，并克隆了控制水稻氮肥高效利用的關鍵基因NGR5。研究表明NGR5是水稻生長發(fā)育響應氮素的正調控因子，NGR5與PRC2蛋白復合物互作，通過介導組蛋白甲基化（H3K27me3）修飾水平來調節(jié)靶基因的表達，進而調控水稻分蘗等農藝性狀對氮素的響應。研究還發(fā)現，NGR5是赤霉素信號傳導途徑的一個新的關鍵元件，它能與赤霉素受體GID1蛋白互作。赤霉素通過促進NGR5蛋白降解，導致表觀遺傳修飾水平降低，進而增強靶基因的轉錄活性，實現赤霉素調控植物生長發(fā)育。進一步研究發(fā)現NGR5與植物生長抑制因子DELLA蛋白互作，DELLA蛋白能競爭性結合赤霉素受體GID1蛋白，抑制赤霉素介導的NGR5蛋白降解，進而增加NGR5蛋白穩(wěn)定性。GA-GID1-NGR5信號傳導新機制的發(fā)現不僅豐富了對赤霉素作用機理的認識，而且從分子水平上揭示了“綠色革命”矮稈品種在高肥條件下增產的原因。
　　DELLA蛋白積累導致了水稻和小麥“綠色革命”。前期研究表明水稻生長調節(jié)因子GRF4是一個協(xié)同調控植物碳代謝、氮氮代謝和生長發(fā)育的關鍵因子，而且GRF4也是赤霉素信號傳遞途徑的一個重要組分，它能與DELLA蛋白互作。通過將GRF4-DELLA平衡向GRF4豐度增加傾斜，能協(xié)同提高水稻和小麥“綠色革命”品種的氮肥利用效率和谷物產量。研究發(fā)現，在當前主栽高產品種中，提高NGR5和GRF4表達量不僅能提高水稻氮肥利用效率，同時還可保持優(yōu)良的半矮化和高產特性，使得水稻在適當減少施氮肥條件下獲得更高的產量。
　　該論文于2月7日發(fā)表在Science雜志（DOI：10.1126/science.aaz2046）。遺傳發(fā)育所博士吳昆和王栓鎖為論文共同第一作者，傅向東和Nick Harberd為該論文的通訊作者。中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心張一婧團隊和中科院合肥物質科學研究院吳躍進團隊參與了本研究。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委和中科院戰(zhàn)略性先導科技專項的資助。
　　圖1：赤霉素信號傳導新機制調控水稻分蘗對氮素的響應
　　圖2：DELLA-NGR5-GRF4分子模塊協(xié)同提高水稻產量和氮肥利用效率
　　

打印