南京农业大学李姗教授团队发现生长素调控水稻氮肥利用效率的新机制

近日，南京农业大学农学院李姗教授课题组在《New Phytologist》在线发表了题为“Discovery of SOD5 as a novel regulator of nitrogen use efficiency and grain yield via altering auxin level”研究论文，揭示了生长素调控水稻氮肥利用效率的新机制。

到2050年，全球人口预计将增加20至30亿，其中超过一半的人口将依赖使用合成氮肥种植的作物。这表明人类对氮肥和农业用地的需求将大幅增加。然而，过量的氮肥使用会引发环境污染，威胁农业生产、生态系统健康和经济繁荣。因此，提高氮肥利用效率（NUE）对在提高作物产量的同时减少环境危害至关重要。

该课题组在前期研究中，克隆到了一个调控硝态氮代谢的关键基因DULL NITROGEN RESPONSE1（DNR1），它是生长素积累的负调控因子，通过AUXIN RESPONSE FACTOR调控氮代谢基因的表达水平，从而影响NUE和作物产量。在此基础上，该课题组继续深挖生长素调控NUE的分子机制。克隆了DNR1的抑制子基因sod5（SUPPRESSOR OF DNR1 ON CHROMOSOME 5）。SOD5编码MYB转录因子，能够直接结合DNR1的启动子并激活其表达，从而抑制生长素的积累，导致NUE和作物产量下降。这一发现不仅拓展了对DNR1-生长素-氮模块调控的认识，而且为通过靶向SOD5来提高作物NUE开辟了新的途径，这可能对开发具有更高NUE的作物并最终促进可持续农业具有重要价值。

南京农业大学钟山青年研究员张思宇博士、黄允智博士，牛津大学吉喆博士和已毕业硕士生方勇智为论文共同第一作者，李姗教授为通讯作者。中国科学院合肥物质科学研究院的叶亚峰副研究员也参与了本项研究。研究得到了生物育种项目、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助。

李姗，教授，博士生导师。研究方向：1. 不同植物激素互作调控水稻重要农艺性状的分子机制 2. 植物激素调控水稻环境适应性的分子机制 3. 营养元素（如氮、磷等）影响水稻生长素途径及体内稳态的机理

来源：南京农业大学