近日，南京農業大學農學院李姍教授課題組在《New Phytologist》在線發表了題為“Discovery of SOD5 as a novel regulator of nitrogen use efficiency and grain yield via altering auxin level”研究論文，揭示了生長素調控水稻氮肥利用效率的新機制。

到2050年，全球人口預計將增加20至30億，其中超過一半的人口將依賴使用合成氮肥種植的作物。這表明人類對氮肥和農業用地的需求將大幅增加。然而，過量的氮肥使用會引發環境污染，威脅農業生產、生態系統健康和經濟繁榮。因此，提高氮肥利用效率（NUE）對在提高作物產量的同時減少環境危害至關重要。

該課題組在前期研究中，克隆到了一個調控硝態氮代謝的關鍵基因DULL NITROGEN RESPONSE1（DNR1），它是生長素積累的負調控因子，通過AUXIN RESPONSE FACTOR調控氮代謝基因的表達水平，從而影響NUE和作物產量。在此基礎上，該課題組繼續深挖生長素調控NUE的分子機制。克隆了DNR1的抑制子基因sod5（SUPPRESSOR OF DNR1 ON CHROMOSOME 5）。SOD5編碼MYB轉錄因子，能夠直接結合DNR1的啟動子并激活其表達，從而抑制生長素的積累，導致NUE和作物產量下降。這一發現不僅拓展了對DNR1-生長素-氮模塊調控的認識，而且為通過靶向SOD5來提高作物NUE開辟了新的途徑，這可能對開發具有更高NUE的作物并最終促進可持續農業具有重要價值。

南京農業大學鐘山青年研究員張思宇博士、黃允智博士，牛津大學吉喆博士和已畢業碩士生方勇智為論文共同第一作者，李姍教授為通訊作者。中國科學院合肥物質科學研究院的葉亞峰副研究員也參與了本項研究。研究得到了生物育種項目、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等項目的資助。