近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)李姍教授課題組在《Nature Communications》在線發(fā)表了題為：“Natural variation of OsWRKY23 drives differences in nitrate use efficiency between indica and japonica rice”研究論文，該研究報道了OsWRKY23-DNR1-auxin模塊調(diào)控秈粳亞種硝態(tài)氮利用效率差異的機理。

氮肥的廣泛使用促使全球作物產(chǎn)量大幅增長。然而，過量的氮肥投入不僅增加了經(jīng)濟成本，還對環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致生物多樣性喪失，并且給人類健康帶來風(fēng)險。因此，培育兼?zhèn)涓弋a(chǎn)與高氮肥利用效率的改良作物品種對減少氮肥需求和推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、至關(guān)重要。在兩大水稻亞種中，秈稻品種通常比粳稻品種表現(xiàn)出更高的硝酸鹽（NO₃^-）吸收能力和氮肥利用效率（NUE）。將秈稻中高效的利用等位基因?qū)刖荆型岣呔镜牡眯省?/span>

該課題組利用華粳秈74為背景的水稻單片段代換系材料進行NO₃^-吸收測定，通過圖位克隆鑒定到OsWRKY23是調(diào)控秈稻與粳稻在NO₃^-吸收和氮肥利用效率差異的關(guān)鍵因子。OsWRKY23^indica對生長素積累負(fù)調(diào)控因子DULL NITROGEN RESPONSE1（DNR1）的轉(zhuǎn)錄激活作用減弱。由此導(dǎo)致的生長素水平升高，促進了NO₃^-的吸收和同化，最終提高了谷物產(chǎn)量。進一步的地理分布和進化分析表明，OsWRKY23^indica和DNR1^indica的分布存在重疊，特別是在低肥力土壤中，這表明它們共同參與了水稻對低氮條件的適應(yīng)性，以提高氮肥利用效率和谷物產(chǎn)量。因此將秈稻中的OsWRKY23 - DNR1模塊引入粳稻，是提高粳稻氮利用效率的一種有前景的策略，這對可持續(xù)農(nóng)業(yè)至關(guān)重要。

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)鐘山青年研究員張思宇博士，牛津大學(xué)吉喆博士和南京農(nóng)業(yè)大學(xué)鐘山青年研究員焦武博士為論文共同第一作者，李姍教授為通訊作者。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)王少奎教授、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)宋慶鑫教授等參與了本項研究。研究得到了國家重點研發(fā)計劃、江蘇省基金、國家自然科學(xué)基金、江蘇省優(yōu)秀博士后人才資助計劃、中國博士后科學(xué)基金等項目的資助。