名古屋大学:水稻增产30%或更多:基因(细胞膜质子泵)

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 2021

Abstract

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

https://www.nature.com/articles/s41467-021-20964-4