近日，植物環境適應生物學重慶市重點實驗室養分高效與根系發育團隊秦小健課題組在植物學頂級期刊《Plant Biotechnology Journal》（中科院1區TOP，五年影響因子12.1）在線發表了題為“OsRF2b interacting with OsbZIP61 modulates nitrogen use efficiency and grain yield via heterodimers in rice”的研究論文。該研究首次揭示了bZIP家族轉錄因子OsRF2b和OsbZIP61形成調控模塊參與水稻氮素吸收與利用過程的分子調控機制，為培育氮高效水稻品種提供了基因資源和奠定了理論基礎。
氮是植物生長發育中不可或缺的營養元素，硝酸鹽作為土壤中最豐富的無機氮形式，不僅參與氮的吸收和同化，還通過硝酸鹽信號調控植物的多種生理過程，如種子萌發、根系發育、莖生長和開花等。提高作物的氮素利用效率（NUE）被認為是實現低氮投入高產的最有前途的方法之一。NUE的提高伴隨著高效的運輸和同化作用，以推動生長和發育，包括增加株高、有效穗數和單株產量等。
該課題組在前期研究中，首先鑒定到了水稻bZIP家族基因OsRF2b，該基因編碼一個響應硝酸鹽的核定位蛋白。通過對OsRF2b過表達株系的表型和農藝性狀進行分析發現，OsRF2b過表達株系表現出生長緩慢和矮化表型，并通過降低氮素吸收和含量以及NUE來影響水稻的生長發育，最終導致籽粒變小和產量降低，而該基因敲除株系則呈現出相反表型。進一步研究發現OsRF2b能夠直接調控硝酸鹽轉運關鍵基因OsNRT1.1B的表達，從而影響NUE及水稻最終產量的形成。此外，通過互作蛋白鑒定研究并發現OsRF2b與OsbZIP61存在相互作用，通過形成異源二聚體負調控OsNRT1.1B的表達共同參與NUE和產量調控。這一發現不僅拓展了bZIP家族轉錄因子OsRF2b與OsbZIP61模塊參與氮營養調控的認知，也為培育氮高效水稻品種提供了基因資源，對開發具有更高NUE的作物并最終促進農業可持續發展具有重要價值。
生命科學學院2022級研究生李翠萍、2023級研究生吳源源及2019級已畢業研究生文歡為論文的共同第一作者，秦小健副教授和張漢馬教授為論文共同通訊作者，重慶師范大學為唯一完成單位。團隊成員梁永書副教授、南文斌副教授以及李明副教授參與了部分研究工作并對本研究提供重要支持。該研究工作得到了國家自然科學基金、重慶市自然科學基金重點和面上項目等資助。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70136
