南京農業大學徐國華教授課題組最近從水稻中發現了一種受細胞pH調控的硝酸鹽運輸蛋白，過量表達該基因可促進水稻從土壤中吸收更多的氮，提高水稻產量和氮素利用效率。相關研究結果日前發表在《美國科學院院報》上。
水稻是主要的糧食作物，養活全球近50％的人口。水稻高產離不開氮肥的施用，但目前我國水稻氮肥利用率平均只有35％。為了提高水稻產量，不得不大量使用氮肥，這不僅浪費了資源和能源，而且加劇了土壤酸化、水體富營養化和農業溫室氣體排放等一系列生態環境問題。因此，亟須從育種源頭上提高水稻本身的氮肥利用效率。
據徐國華介紹，水稻在淹水和旱作環境下均可生長。淹水厭氧條件有利于土壤中銨鹽的積累，而旱作及水稻根系分泌氧氣可促進硝酸鹽的利用。土壤銨硝營養影響植物細胞質的酸堿度平衡，進而影響細胞代謝與植物生長。
他們在水稻中發現了一個編碼硝酸鹽轉運蛋白的基因。該基因在植物細胞中過量表達后，可以更好地緩沖細胞中pH的變化，從而有利于吸收更多的氮及鐵和磷等營養元素。田間試驗表明，通過這種方法可以提高水稻(日本晴)產量20％—54％，提高氮素利用率40％左右。
該項研究由南京農業大學主導完成，范曉榮博士為第一作者，徐國華和Tony Miller為共同通訊作者。該研究對降低水稻氮肥投入，改善生態環境具有重要意義，并已經獲得了中國和美國專利，并許可給國內相關單位和國際種業公司培育作物氮素高效新品種。
