南京农业大学徐国华教授课题组最近从水稻中发现了一种受细胞pH调控的硝酸盐运输蛋白，过量表达该基因可促进水稻从土壤中吸收更多的氮，提高水稻产量和氮素利用效率。相关研究结果日前发表在《美国科学院院报》上。
水稻是主要的粮食作物，养活全球近50％的人口。水稻高产离不开氮肥的施用，但目前我国水稻氮肥利用率平均只有35％。为了提高水稻产量，不得不大量使用氮肥，这不仅浪费了资源和能源，而且加剧了土壤酸化、水体富营养化和农业温室气体排放等一系列生态环境问题。因此，亟须从育种源头上提高水稻本身的氮肥利用效率。
据徐国华介绍，水稻在淹水和旱作环境下均可生长。淹水厌氧条件有利于土壤中铵盐的积累，而旱作及水稻根系分泌氧气可促进硝酸盐的利用。土壤铵硝营养影响植物细胞质的酸碱度平衡，进而影响细胞代谢与植物生长。
他们在水稻中发现了一个编码硝酸盐转运蛋白的基因。该基因在植物细胞中过量表达后，可以更好地缓冲细胞中pH的变化，从而有利于吸收更多的氮及铁和磷等营养元素。田间试验表明，通过这种方法可以提高水稻(日本晴)产量20％—54％，提高氮素利用率40％左右。
该项研究由南京农业大学主导完成，范晓荣博士为第一作者，徐国华和Tony Miller为共同通讯作者。该研究对降低水稻氮肥投入，改善生态环境具有重要意义，并已经获得了中国和美国专利，并许可给国内相关单位和国际种业公司培育作物氮素高效新品种。
