东京大学研究生院农学生命科学研究科的大森良弘副教授、田中伸裕特别研究员（研究当时，现任农研机构主任研究员）、山崎清志特任讲师、藤原彻教授等组成的研究团队发布研究成果称，水稻转录因子OsbZIP1基因能够控制水稻的养分利用和吸收效率。通过以突变体为材料进行表型分析和基因表达分析后发现，OsbZIP1基因的突变体88n可以提高肥料三要素中的氮和磷的利用与吸收效率，并表现出良好的初期生长状态。鉴于88n能够增加穗重，OsbZIP1基因有望为培育耐低肥水稻品种做出贡献。相关研究成果已于1月11日刊登在《The Plant Journal》上。

图1：osbzip1突变体的根系图（供图：东京大学研究生院农学生命科学研究科，图片出自日文新闻稿）
（a）分别为低磷条件下栽培的野生型（WT）、osbzip1突变体（88n）种系、OsbZIP1基因编辑系统（CRISPR）种系、向88n中导入OsbZIP1基因的互补种系（Comple_1,_2）
（b）低磷、低氮条件下根的长度。没有OsbZIP1种系的根获得生长。使用Tukey法进行检验，结果显示不同字母之间存在有意差。
（c）野生型和88n种系的根的生长角度。在88n种系样本中，根系分开，靠近地表的根数量增加。地表根尤其在磷肥的吸收方面有效。使用t-test法进行检验，**表示存在有意差。

氮肥的生产需消耗大量化石燃料，而磷肥原料的磷矿石则储量有限，两者都大大超出了行星边界（planetary boundary），成为全球性环境问题。

通过修改此次研究发现的OsbZIP1基因，可以获得以下三种效果。

① 相对于野生型，88n（OsbZIP1突变体）种系的根角度较浅，特别是在低氮、低磷条件下表现出长根系。通过修改OsbZIP1基因，有望提高种系的土壤营养物质吸收效率。

② 元素分析的结果显示，88n样本的地上部分磷浓度增加，氮浓度降低。通过修改OsbZIP1基因，改变了磷、氮转运体的表达，实现了吸收和利用效率的提高。

③ 88n样本中每穗的总粒数增加，单位面积穗重增加。通过修改OsbZIP1基因，提高了营养物质的吸收、利用效率，实现了穗重增加。

农研机构的田中主任研究员表示：“通过修改本研究发现的OsbZIP1基因，有望实现肥料减量的作物栽培。这种低投入的栽培将有助于食物的可持续稳定供应。未来，我们将针对利用OsbZIP1基因，在各种地区及条件下进行栽培试验，以实现肥料减量栽培的目标。”

另外，本研究得到了日本农林水产省的下一代基因组基础设施项目“利用自然系统强化作物实现零食品风险”（JPJ009237）、“有助于稻米低成本、省力和减少环境负担的有用基因开发和DNA标记”项目（LCT0001）、日本学术振兴会特别研究员激励基金“营养条件对开花控制的分子机制”（15J09200）项目的支持。

原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部

【论文信息】
杂志：The Plant Journal
论文：OsbZIP1 regulates phosphorus uptake and nitrogen utilization, contributing to improved yield
作者：Nobuhiro Tanaka, Saki Yoshida, Md. Saiful Islam, Kiyoshi Yamazaki, Toru Fujiwara, and Yoshihiro Ohmori
DOI：10.1111/tpj.16598