获 奖 者：徐国华 沈其荣 范晓荣 孙淑斌 陈爱群 顾冕 朱毅勇 冯慧敏 唐仲 张亚丽 瞿红叶
获奖单位：南京农业大学
成果简介：
氮磷是作物最需要也是最感缺乏的必需营养元素，高产优质农业离不开氮磷肥的施用。农业绿色革命和高产耗肥品种的培育加剧了作物对氮磷养分的需求，导致氮磷肥的大量生产和过量施用，这不仅浪费了资源和能源，而且加剧了水体富营养化和农业温室气体排放。本项目立足于解析作物高效利用氮磷的分子生理机制，挖掘其遗传潜力，为实现农业生产“减肥”的国家战略目标提供科学依据，取得了以下重要发现：
1、 明确了根际硝化作用及硝态氮对水稻氮素吸收利用的重要贡献
传统认为水稻是喜铵作物而忽视了硝营养的贡献，本项目提出并在田间条件下验证了水稻根系铵硝混合营养的理论，发现铵硝平衡协同根系与地上部生长，促进水稻氮素的吸收转运和硝态氮在叶片的同化利用，并发现水稻根际硝化微生物多样性和根表硝化作用强度取决于不同品种根系的通气组织发达程度。
2、 发现了水稻吸收硝态氮的主要途径及提高氮素利用效率的新基因
鉴定了水稻质子-硝酸根共运蛋白OsNAR2/OsNRT2双组份家族基因的功能，首次发现OsNAR2.1与OsNRT2.1，OsNRT2.2，OsNRT2.3a同时分别在转录和蛋白水平上的调控和互作，OsNRT2.3b可独立吸收和转运硝酸根，从而构成了水稻硝态氮吸收的主要途径，为作物高产和氮素高效吸收利用分子育种提供了重要的新基因。
3、 揭示了水稻磷素吸收，转运，再分配的关键基因及其作用机理
揭示了水稻质子-磷酸根共运蛋白Pht1家族成员的运输动力学特征及功能协调。发现OsPT1为组成型蛋白，用于基本的磷吸收转运；OsPT2为磷低亲和力转运蛋白，负责磷从根系向地上部的转运；OsPT6主要用于缺磷条件下根表磷的吸收和转运；OsPT8在体内磷素分配，尤其从茎叶向种子磷的转运中起关键作用。这些基因被公认为是磷高效分子育种的重要基因。
4、 发现了菌根诱导的作物磷转运蛋白基因和microRNA及其调控元件
明确了菌根诱导和磷调控的Pht1家族基因表达调控的保守与变异特征；首次鉴定了参与调控菌根特异性表达的顺式作用元件P1BS和MYCS及microRNA，解释了为什么在磷充足条件下难以形成菌根共生体系及不能诱导其磷转运蛋白基因的表达问题，被评价为直接偶联植物缺磷信号和菌根共生信号的重要发现。
5、 明确了根系质膜质子泵调控氮磷吸收转运的生理和分子机制
发现在高铵，低磷条件下水稻根系中部分编码细胞质膜质子泵的基因表达增强，质子泵活性提高，其OsA8基因不仅调控根系磷的吸收而且也影响磷在体内的分配与转运，首次明确了质子泵在氮磷协同吸收利用中的功能。
研究成果共发表SCI论文52篇，被Google Scholar引用近1900次。其中20篇代表作累计影响因子达140，有3篇为ESI高频引用（前1%）论文，被Nature Biotechnology， Annual Review of Plant Biology等权威期刊评价或引用。获得了1篇全国优秀博士学位论文和1篇提名，5项新基因发明专利，其中ZL200810195257已被美国孟山都公司(Monsanto Co.)，德国拜耳(Bayer AG)公司，国内多家育种单位用于氮素高效新品种培育。该研究为解析作物氮磷吸收利用的分子遗传途径和培育氮磷高效新品种提供了坚实的理论和实践基础。
