问题的关键：GRF4

这项研究始于6年前，傅向东课题组着手寻找氮利用效率低下的原因。

以水稻为例，研究团队比较了大量带有“绿色革命”基因（SD1，等位基因突变会造成半矮化）的品种，研究它们对氮肥的吸收、同化（植物体内无机态氮转化为有机态氮的过程）的差异性。

“我们就发现，有些品种对氮的吸收能力高一些、有些品种吸收能力低一些，但是它们都是带有‘绿色革命’基因的，这些都是育种家在用的。”傅向东表示。

在论文中，研究团队选取了36个籼稻品种。充足的氮肥条件下水培4周测各品种对氮的吸收，同样在高肥条件下土壤种植各品种来采集产量数据。结果显示，36个品种对氮的吸收效率存在最大为3倍的差异。

同时研究团队发现一个有意思的现象，即所有现在的高产品种，它们对氮的吸收能力都不是最高的。“我们当时看到这个结果还是很高兴的，这就意味着现在的所有品种还有改良空间。”

研究团队用上述品种构建了一个遗传群体，去了解到底哪个基因能决定氮肥吸收能力增强。最终，研究团队通过QTL定位、图位克隆等技术找到了氮肥高效利用的关键基因，即GRF4。

实际上，科学家对GRF4并不陌生。此前的研究表明，GRF4可以调节穗子大小、生长分子细胞分裂素的水平，这些都和产量相关。也有研究认为，GRF4可能参与了赤霉素（一种植物激素）信号传递途径，对植物生长发育起重要调控作用。不过，具体分子机制并不是很清楚。

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