一个基因实现小麦抗旱性和氮肥利用效率双提升

时间： 2022-06-26 02:35     

经低氮处理的小麦大田生长情况 

本报讯（记者李晨 通讯员卫斐）近日，中国农科院作物科学研究所小麦抗逆分子育种创新团队研究发现，GmTDN1基因可协同提高小麦的抗旱性和氮肥利用效率，为同时提高小麦抗旱节水和氮肥利用效率开辟了新途径。相关研究成果发表于《植物生物技术杂志》。

据该所研究员马有志介绍，小麦主要种植在干旱或半干旱地区。干旱和缺氮是影响全球小麦产量的主要限制因素。植物水分和养分代谢是相关的生理过程。以往研究表明，干旱胁迫强烈影响氮代谢，相反，施氮可以提高作物的耐旱性。因此，了解干旱胁迫响应和氮素吸收利用的相互关系对于协同调控植物抗旱性及氮利用效率具有重要意义。

研究人员从抗逆性强的大豆品种“铁丰8号”中克隆了转录因子基因GmTDN1。基因表达谱分析表明，GmTDN1可以响应干旱、低氮等各种非生物胁迫，将GmTDN1导入“石4185”和“济麦22”两个主栽小麦品种后，小麦的节水抗旱性和氮肥利用效率显著提高。

连续3年在3个地点进行的田间试验表明，导入GmTDN1基因的“石4185”和“济麦22”小麦在节水条件下和缺氮条件下产量分别提高13.0 %和24.5%。

进一步研究发现，在小麦中过量表达GmTDN1基因可以上调LEA、EREBP1、WRKY46等干旱胁迫应答基因以及硝酸盐转运体基因NRT2.5的表达，增强了小麦的光合和渗透调节、抗氧化，以及根系氮素吸收能力，最终协同提高小麦的抗旱性和氮肥利用效率。

相关论文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.13836

关键词 : 基因