名古屋大学:水稻增产30%或更多:基因(细胞膜质子泵)
〜期望增加粮食产量并减少二氧化碳和肥料〜
名古屋大学:转化生物分子研究所(WPI-ITbM *)
吉田利典教授:
研究员Jan Maosin:
南京农业大学祖妍教授:
通过增加水稻的一个基因(细胞膜质子泵),
我们开发了一种技术,可同时增强根部的养分吸收和气孔张开。
我们已经成功地将室外稻田的水稻产量提高了30%以上。
细胞膜质子泵的作用:
先前的研究表明,细胞膜质子泵在常见的养分吸收和根部气孔开放中起着重要作用。
水稻增产30%:
当我们创建一个细胞膜质子泵基因表达增加的过表达水稻时,
在根
氮素吸收率在20%以上
光合活性提高了25%以上。
在4个位置进行产量评估测试:
在四个不同田间隔离的稻田上进行的产量评估测试表明,水稻产量增加了30%或更高。
这项研究的结果是一种划时代的技术,该技术可同时增强根部的养分吸收和气孔张开,并有望应用于各种实用产品。
研究结果:
它于2021年2月2日(英国时间)在线发表在英国科学期刊《自然通讯》上。
主要研究:
它是在日本科学技术署(JST)ALCA [JPMJAL1011],科研资助(S)[20H05687]和学术转型地区研究(A)[20H05910]的支持下进行的。
http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20210203_itbm1.pdf
Plasma membrane H+-ATPase overexpression increases rice yield via simultaneous enhancement of nutrient uptake and photosynthesis
Article
Open Access
Published: 02 February 2021Abstract
Nitrogen (N) and carbon (C) are essential elements for plant growth and crop yield.
Thus, improved N and C utilisation contributes to agricultural productivity and reduces the need for fertilisation.
In the present study, we find that
overexpression of a single rice gene, Oryza sativa plasma membrane (PM) H+-ATPase 1 (OSA1), facilitates ammonium absorption and assimilation in roots and enhanced light-induced stomatal opening with higher photosynthesis rate in leaves.
As a result, OSA1 overexpression in rice plants causes a 33% increase in grain yield and a 46% increase in N use efficiency overall.
As PM H+-ATPase is highly conserved in plants, these findings indicate that
the manipulation of PM H+-ATPase could cooperatively improve N and C utilisation, potentially providing a vital tool for food security and sustainable agriculture.
Nature Communications