播种新的“绿色革命’ – 研究人员发现谷类作物新基因

在牛津大学和中国农科院的科学研究人员发现，提高谷类作物如小麦和水稻的产量和肥料利用率的新基因.

全球20世纪的“绿色革命”, 其中起了很大的一年，将在年全球谷物粮食产量增加, 在新的高产品种矮化上世纪60年代，被称为绿色革命品种是推动通过开发植物育种者 (GRVs).

这些所绘GRVs保持主导世界各地的在今天的小麦和稻米作物. 因为他们是矮化, 具短梗, GRVs投入比高大植物相对较多的资源来种植粮食，而不是干, 并且，得到从风雨损伤损失较不敏感. 然而, GRVs的增长需要农民使用大量含氮肥料对他们的领域. 这些肥料是昂贵的农民并导致自然环境广泛的损害. 新GRVs高产相结合的减少需肥发展因此，迫切的全球农业可持续发展目标.

杂志上发表的一项新的重大研究 性质, 从中国农科院遗传与发育生物学的科学研究所为首的李向东副教授, 而尼古拉斯·哈伯德教授从 植物科学系牛津大学, 部分资助的BBSRC牛顿米倡议, 有首次发现的基因，可以帮助实现这一目标.

对比 36 不同小巫见大巫水稻品种, 研究鉴定了增加了在所述植物将氮从土壤的速率的新的天然基因变异. 所发现的基因变异增加了一个名为GRF4蛋白的植物细胞量. GRF4是“基因的转录因子”刺激其它基因的活性 - 其本身促进氮摄取和同化的基因.

Harberd教授说: “发现植物氮结合的这样一个主要调节本身是令人兴奋. 但我们更兴奋地然后发现GRF4一直有个更广泛的作用. 植物生长的来自环境的物质的代谢协调掺入. 我们发现，GRF4协调氮的植物结合从土壤中碳从大气中掺入. 虽然植物代谢的这种总体协调早已知道存在, 其分子的身份以前不明, 而我们发现，因此在我们的植物如何生长的认识的一个重大进展“。

在矮GRVs GRF4的代谢的促进协调活性是通过称为DELLA生长阻遏蛋白抑制. 这种抑制减少GRVs的从土壤掺入氮的能力, ，这就是为什么农民需要使用高肥水平，以获得高产量GRV的原因.

Harberd教授说: “我们的理由是小费赞成GRF4的GRF4-DELLA平衡可能会减少对GRV培养高施肥量的需求. 令我们高兴的, 我们发现，增加GRF4水平造成两个水稻和小麦GRVs的粮食产量增加, 尤其是在低肥料输入电平“。

研究人员说，现在GRF4应该成为植物育种的主要目标在提高作物产量和肥料利用率, 以实现全球粮食产量的目标增加了需要在降低环境成本养活世界人口的增长.

Harberd教授补充: “这项研究是如何追求基本的植物科学目标的一个最好的例子可迅速导致全球性挑战的潜在解决方案. 它发现植物如何协调它们的生长和代谢, 然后显示，发现如何启用可持续的粮食安全和未来的新的绿色革命育种策略.

资源:

HTTP://www.ox.ac.uk/