徐靖杰近日，中国农科院作科所马有志团队克隆了协同改良小麦抗旱节水和氮肥利用效率新基因GmTDN1，并对其协同调控小麦抗旱性及氮肥利用效率的作用机制及其潜在应用价值进行了深入研究。该成果为小麦抗旱节水、氮肥高效分子改良提供了优异候选基因及材料储备。相关研究成果在线发表在植物学知名期刊《

　　据报道，到2025年，干旱易发地区的作物产量必须增加40%才能养活不断增加的人口。小麦（Triticum aestivum L.）是一种主要的粮食作物，主要种植在干旱或半干旱地区。干旱和缺氮是影响全球小麦产量的主要限制因素。因此，培育对干旱和低氮等胁迫具有协同抗性的小麦品种，对于维持小麦的可持续生产至关重要。植物水分和养分代谢是相关的生理过程。以往的生理学研究表明，干旱胁迫强烈影响氮代谢。施氮也可以提高作物的耐旱性。因此，了解干旱胁迫响应和氮素吸收利用的相互关系对于协同调控植物抗旱性及氮利用效率具有重要的意义。

　　中国农业科学院作物科学研究所马有志创新团队，将DREB类转录因子GmTDN1导入石4185和济麦22二个小麦品种，显著提高了转基因小麦的节水抗旱性和氮肥利用效率。连续3年在3个不同地点进行的田间试验表明，石4185和济麦22 转GmTDN1基因小麦在节水条件下和缺氮条件下产量分别提高13.0 %和24.5 %。进一步研究发现，在小麦中过量表达GmTDN1基因可以上调LEA、EREBP1、WRKY46等干旱胁迫应答基因以及硝酸盐转运体基因NRT2.5的表达，增强了小麦的光合和渗透调节能力、抗氧化能力，以及根系氮素吸收能力，最终协同提高作物的耐旱性和氮肥利用效率。这些发现为同时提高小麦抗旱节水和氮肥利用效率开辟了一个新的途径。

　　作科所周永斌助理研究员和刘君研究员为本文共同第一作者，作科所马有志研究员、陈明研究员为论文共同通讯作者，石家庄农科院郭进考研究员和王艳霞研究员，山西农大姬虎太研究员，山东省农科院楚秀生研究员，河北农大肖凯研究员，河南农科院胡琳研究员，河北农科院李辉研究员参与了该项研究。研究得到转基因重大专项，创新工程等项目支持。