東京大學研究生院農學生命科學研究科的大森良弘副教授、田中伸裕特別研究員（研究當時，現任農研機構主任研究員）、山崎清志特任講師、藤原徹教授等組成的研究團隊發佈研究成果稱，水稻轉錄因子OsbZIP1基因能夠控制水稻的養分利用和吸收效率。透過以突變體爲材料進行表型分析和基因表現分析後發現，OsbZIP1基因的突變體88n可以提高肥料三要素中的氮和磷的利用與吸收效率，並表現出良好的初期成長狀態。鑑於88n能夠增加穗重，OsbZIP1基因有望爲培育耐低肥水稻品種做出貢獻。相關研究成果已於1月11日刊登在《The Plant Journal》上。

圖1：osbzip1突變體的根系圖（供圖：東京大學研究生院農學生命科學研究科，圖片出自日文新聞稿）
（a）分別爲低磷條件下栽培的野生型（WT）、osbzip1突變體（88n）種系、OsbZIP1基因編輯系統（CRISPR）種系、向88n中導入OsbZIP1基因的互補種系（Comple_1,_2）
（b）低磷、低氮條件下根的長度。沒有OsbZIP1種系的根獲得成長。使用Tukey法進行檢驗，結果顯示不同字母之間存在有意差。
（c）野生型和88n種系的根的成長角度。在88n種系樣本中，根系分開，靠近地表的根數量增加。地表根尤其在磷肥的吸收方面有效。使用t-test法進行檢驗，**表示存在有意差。

氮肥的生產需消耗大量化石燃料，而磷肥原料的磷礦石則蘊藏量有限，兩者都大大超出了行星邊界（planetary boundary），成爲全球性環境問題。

透過修改此次研究發現的OsbZIP1基因，可以獲得以下三種效果。

① 相對於野生型，88n（OsbZIP1突變體）種系的根角度較淺，特別是在低氮、低磷條件下表現出長根系。透過修改OsbZIP1基因，有望提高種系的土壤營養物質吸收效率。

② 元素分析的結果顯示，88n樣本的地上部分磷濃度增加，氮濃度降低。透過修改OsbZIP1基因，改變了磷、氮轉運體的表達，實施了吸收和利用效率的提高。

③ 88n樣本中每穗的總粒數增加，單位面積穗重增加。透過修改OsbZIP1基因，提高了營養物質的吸收、利用效率，實施了穗重增加。

農研機構的田中主任研究員表示：「透過修改本研究發現的OsbZIP1基因，有望實施肥料減量的作物栽培。這種低投入的栽培將有助於食物的可持續穩定供應。未來，我們將針對利用OsbZIP1基因，在各種地區及條件下進行栽培試驗，以實施肥料減量栽培的目標。」

另外，本研究得到了日本農林水產省的下一代基因體基礎設施專案「利用自然系統強化作物實施零食品風險」（JPJ009237）、「有助於稻米低成本、省力和減量環境負擔的有用基因開發和DNA標記」專案（LCT0001）、日本學術振興會特別研究員激勵基金「營養條件對開花控制的分子機制」（15J09200）專案的支援。

原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部

【論文資訊】
雜誌：The Plant Journal
論文：OsbZIP1 regulates phosphorus uptake and nitrogen utilization, contributing to improved yield
作者：Nobuhiro Tanaka, Saki Yoshida, Md. Saiful Islam, Kiyoshi Yamazaki, Toru Fujiwara, and Yoshihiro Ohmori
DOI：10.1111/tpj.16598