調控植物生長—代謝平衡實現可持續農業發展

通過增加無機氮肥施用量來提高作物的生產力，雖能保障全球糧食安全，但也加劇了對生態環境的破壞，因此提高作物氮肥利用效率至關重要。這需要對植物生長發育、氮吸收利用以及光合碳固定等協同調控機制有更深入的了解。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所傅向東研究組與合作者的研究顯示，水稻生長調節因子GRF4和生長抑制因子DELLA相互之間的反向平衡調節賦予了植物生長與碳—氮代謝之間的穩態共調節。GRF4促進并整合了植物氮素代謝、光合作用以及生長發育，而DELLA抑制了這些過程。

作為“綠色革命”品種典型特征的DELLA蛋白高水平累積使其獲得了半矮化優良農藝性狀，但是卻伴隨著氮肥利用效率降低。通過將GRF4-DELLA平衡向GRF4豐度的增加傾斜，可以在維持半矮化優良性狀的同時提高“綠色革命”品種的氮肥利用效率并增加谷物產量。

因此，通過調控植物生長和代謝的協同調節是未來可持續農業和糧食安全的一種新的育種策略，也是一場新的“綠色革命”。