科技导报

作者：白彦明, 汪军成, 陈明*, 王化俊*, 马有志*

单位：1.省部共建干旱生境作物学国家重点实验室/甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室,兰州730070；2.甘肃农业大学农学院,兰州730070；3.中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种国家重点实验室,北京100081；

关键词：氮素高效利用,硝酸盐,铵盐,信号途径,育种应用

基金：国家自然科学基金项目(32272099)

氮素是植物生长发育过程中必不可少的大量营养元素之一，作为核酸、氨基酸、蛋白质和叶绿素等生物大分子的核心成分，直接影响作物的生长、产量和品质[1]。自20世纪60年代以来，“绿色革命”（green revolution，GR）引入水稻的半矮化基因sd1（semi-dwarf1）[2]和小麦的Rht（Reduced height）[3]，显著增强作物抗倒伏与耐密种植能力，提升光合效率，进而实现全球主要粮食作物产量的跃升。然而，这些矮秆品种对土壤中氮素供应的敏感性降低，导致氮肥吸收和利用效率（nitrogen use efficiency，NUE）显著下降，产量提升依赖于氮肥的过量投入[4-5]。据统计，目前全球每年氮肥施用量约为1.18亿t，但是肥料利用率只有59%[6]。这种高氮肥投入生产模式不仅增加作物种植成本，而且造成氮素流失、资源浪费及环境污染等问题，对农业可持续发展和生态系统的平衡构成威胁[7]。因此，挖掘氮高效基因，系统解析植物氮素利用分子机制及调控途径，对于培育高产、氮高效作物新品种及减少氮肥投入具有重要意义。

来源：2025年第10期

《科技导报》期刊编辑部

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