铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）是作物利用N元素的两种主要形式，提高作物利用氮素能力是作物育种的重大目标之一。挖掘重要基因，创制相关遗传材料，解析机理并应用是现阶段解决上述生产问题的有效方法。
近期，国际知名学术期刊PBJ上报道了来自日本东京大学农业生物技术研究中心研究人员改良水稻铵态氮（NH4+）利用能力的短文。
研究人员首先从氮素利用一个缺陷的水稻材料出发，构建基因共表达网络。在共表达网络中，一个来自GARP/G2-like家族的OsHHO3转录因子出现在核心区域，暗示着该基因参与氮素利用过程，对此，研究人员创制了OsHHO3对应的基因过表达和基因编辑材料，基因编辑材料的NH4+利用能力明显上升，表明OsHHO3是水稻氮素利用能力的负调控因子（图1）。
图2：OsHHO3是氮素利用能力的负调控因子。
研究人员接着进行了OsHHO3遗传材料根系和茎秆的转录组分析，发现在oshho3基因编辑材料中许多氮素利用相关基因，如ammonium transporter (AMT) 和nitrate transporter (NRT)等，出现了明显上调。在缺氮条件下，oshho3基因编辑材料的NH4+利用能力也明显高于野生型和过表达材料，进一步证明了OsHHO3是一个负调控因子（图2）。
图2：oshho3基因编辑材料的氮素利用能力上升。
进一步，研究人员发现13个水稻的商业化栽培种或标准系中，OsHHO3在缺氮条件下表达均会有不同程度下降，表明OsHHO3响应缺氮条件的能力是广谱的（图3）。未来，对不同作物中的HHO3基因进行编辑，对于整体提高作物的氮素利用效率或许具有重要意义。
