由名古屋大学木下俊典教授领导的研究小组与南京农业大学（中国）朱一永教授共同开发了一种技术，通过增加水稻的一个基因来同时增加根部的养分吸收和气孔开放。我们成功地将室外稻田的水稻产量提高了 1% 以上。预计将增加粮食产量并减少二氧化碳和肥料。
植物表面有孔（气孔），由一对保卫细胞组成，在阳光下打开以吸收光合作用所需的二氧化碳。如果气孔张开，同时促进根部对养分的吸收，增强光合作用，植物的生长和产量将大大增加，造成二氧化碳和环境污染，导致全球变暖。预计肥料会减少。然而，没有关于同时增强气孔开放和根系养分吸收的技术的报道。
迄今为止，该研究小组已经表明，细胞膜质子泵（一种将氢离子从细胞内部运输到外部的主要转运蛋白）在根部的养分吸收和气孔开放中起着重要作用。因此，当我们培育出一种细胞膜质子泵基因 (OSA1) 表达增加的过表达水稻时，根部对氮养分的吸收增加了 1% 或更多，光合活性增加了 20% 或更多。此外，在四个不同的大田隔离水田进行了两年的产量评价试验，水稻产量增加了25%以上。
研究小组将使用这种技术的植物命名为“泵植物”，并计划将它们应用到各种有用的植物中。未来，通过基因组编辑技术和化合物等不依赖基因重组技术的方法，推动“泵厂”的发展，据说将极大地促进社会实际应用。
纸张信息：[Nature Communications] 质膜H +-ATPase 过表达通过同时增强养分吸收和光合作用提高水稻产量
