本文根据名古屋大学研究发布编译而成
名古屋大学等组成的研究团队宣布，通过增强基因表达成功地将水稻产量增加了30％以上。这是因为，通过增加水稻根部吸收养分时发挥作用的蛋白质的量，促进了光合作用和养分吸收。研究团队表示，如果能使该方法实现实用化，还可以通过减少化肥等的使用来为环境问题做贡献。
名古屋大学等组成的研究团队成功开发的水稻增产技术的概念图（图片由名古屋大学提供）
植物通过根部吸收氮、磷和钾等营养成分，通过叶片的气孔吸收二氧化碳（CO2）进行光合作用，由此来实现生长。
名古屋大学多变生命分子研究所的木下俊则教授与中国南京农业大学资源环境科学学院的研究人员等组成的研究团队之前已经发现，名为“细胞膜质子泵”的蛋白质在植物叶片吸收二氧化碳时，以及根部吸收氮和磷等养分时发挥着重要作用。此次着眼于该细胞膜质子泵，利用转基因技术，增强了这种蛋白质的基因表达，培育出了蛋白质含量更高的水稻。
这样一来，根部的氮养分吸收增加20％以上，光合活性提高25％以上。在实验室里的水耕栽培中，水稻产量（干燥重量）增加18～33％。研究团队根据该研究成果，用2年时间在4处野外试验水田实施了产量评估试验，确认产量增加30％以上。另外还发现，增强了细胞膜质子泵基因表达的水稻即使将肥料中的氮含量减半，产量也比氮含量正常的野生植株高。
左边的盆里是普通水稻。右边三个盆里是增强了基因表达的高产水稻（图片由名古屋大学提供）
研究团队表示：“有望为解决已成为全球性问题的人口快速增长导致的粮食危机和耕地中的氮外流造成的环境污染（地下水和河流污染）做出贡献”。另外，此次是利用转基因技术取得的成果，今后还计划利用基因组编辑技术开发高产水稻。
论文信息
题目：Plasma membrane H+-ATPase overexpression increases rice yield via simultaneous enhancement of nutrient uptake and photosynthesis
期刊：Nature Communications
DOI：10.1038/s41467-021-20964-4
日语发布资料
编译：JST客观日本编辑部
