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方中明副教授在国际著名SCI期刊上发表重要研究成果

  本网讯(通讯员 闫鹿 杨学领)近日,我校生命科学与技术学院方中明副教授在植物学领域国际著名SCI期刊《Frontiers in Plant Science》(2016影响因子4.298,JCR分区:一区)上在线发表了题为“The rice peptide transporter OsNPF7.3 is induced by organic nitrogen, and contributes to nitrogen allocation and grain yield”的研究论文。该研究发现了水稻肽类运输重要基因OsNPF7.3能够被有机氮诱导表达,并在有机氮的储存和转移中发挥重要作用,提高表达后能够增加水稻产量,并改善水稻氮利用效率。
  
  水稻作为重要的粮食作物,世界上三分之一以上的人以其为主食。为解决人口增长与耕地面积减少的矛盾,提高水稻单位面积产量仍是人们面临的挑战。如何进一步提高水稻产量来满足人类不断增长的需求,已成为现代农业生产上的一项主要任务。我国普遍存在着由于氮肥利用率低和大量的氮素损失导致的一系列环境问题,所以提高植物氮利用效率是中国农业可持续发展的关键,也是农业第二次绿色革命的要求。
  
  该论文通过共聚焦显微镜观察水稻原生质体及烟草表皮等发现OsNPF7.3的蛋白定位在细胞液泡膜上,通过启动子-GUS转基因植株及实时荧光定量PCR技术等发现,基因在侧根和茎中表达量较高,且能够被外界有机氮强烈诱导表达。通过进一步切片分析发现,OsNPF7.3在维管束中薄壁细胞表达量较高。该基因降低表达后,导致了根系向地上部分叶片运输氨基酸的能力下降,氨基酸积累在水稻叶鞘,影响了植株总氮含量及生长。而提高表达后,可使水稻分蘖能力增强,氮利用效率和产量提高,并使大米中的氮含量提高,改善大米品质。正常施肥下,该基因提高表达使水稻产量比对照提高5%以上。本基因不仅对水稻产量和品质提高有促进作用,同时也可以减轻因肥料损失对环境问题的负面影响。
  
  该论文研究历时四年,方中明副教授为论文的第一作者,方中明指导的硕士研究生白根祥参与了该论文的部分重要工作,为论文的第二作者,武汉生物工程学院为论文完成第一单位,华中农业大学生命科学技术学院院长王学路教授和中国科学院华南植物园张明永研究员为该论文的共同通讯作者。鉴于该基因在水稻氮利用效率提高和米质品质提高中的重要价值,已于2016年申请国家发明专利,方中明副教授为专利第一发明人,武汉生物工程学院为专利申请单位。该研究得到了国家自然科学基金青年基金和国家重点研发计划子课题等资助。
  
  OsNPF7.3基因能够被有机氮强烈诱导表达
  
  
  OsNPF7.3基因提高表达能够增加分蘖和有效穗,并提高产量



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