中国科学院遗传与发育生物学研究所左建儒研究组、李家洋研究组、陈凡研究组与中国水稻所钱前研究员、山东省农科院谢先芝研究员等团队合作，于2018年2月21日在Nature Communications杂志报道鉴定了一个调控氮利用效率的基因ARE1，发现其通过调控氮利用效率提高水稻产量的遗传学机制。

团队前期的工作发现，氮同化的一个关键酶谷氨酸合成酶基因的突变导致氮缺乏综合征(Yang et al., Molecular Plant, 2016)。在后续研究中，团队科研人员发现are1突变可以部分抑制谷氨酸合成酶基因突变导致的氮缺乏综合征表型。分子遗传学研究发现这种氮缺乏综合征的抑制效应是由一个高度保守基因ARE1的突变（即are1突变）导致。are1变异具有延缓水稻植株衰老和耐受氮饥饿的特征，在低氮肥施用条件下（约正常施氮量的50%）具有较高的氮素利用效率，因而提高10%-20%的产量。对2155份水稻材料基因组的分析发现，在部分18%籼稻品种和48% aus (一类主要种植在南亚土壤贫瘠地区的品种)中，ARE1启动子中都有一段小的插入片段，导致ARE1的表达降低，而ARE1表达量的降低与产量直接相关。因此，ARE1是一个氮利用效率的重要调控基因，对减少氮肥施用和提高水稻产量具有重要应用前景。

文章链接：Wang Q.*, Nian J.*, Xie X.*, Yu H., Zhang J., Bai J., Dong G., Hu J., Bai B., Chen L., Xie Q., Feng J., Yang X., Peng J., Chen F., Qian Q., Li J., and Zuo J. (2018) Genetic variations in ARE1 mediate grain yield by modulating nitrogen utilization in rice. Nat Commun, 9:735.