2018年8月28日，西南大学农学与生物科技学院、西南大学农业科学研究院水稻生物学创新团队在《植物与植物细胞》（Plant Cell Physiology，IF=4.059）在线发表了题为“Nitrogen metabolism is affected in the nitrogen-deficient rice mutant esl4 with a calcium-dependent protein kinase gene mutation”的原创性研究论文。

氮素是植物最基本的营养元素，是植物生产力的主要限制因子。稻田施用氮肥是提高水稻产量的重要措施。然而，施用过量氮肥降低了肥料的吸收利用效率，也带来了生态环境中氮污染的问题。充分开发利用氮素营养的遗传潜力，是提高水稻氮素吸收利用的有效途径之一。水稻氮代谢是一个复杂的动态过程，涉及到运输、分配、利用和再利用等多个生理生化过程。CDPK参与植物的氮代谢，CDPK介导的钙信号参与了NR的磷酸化。

水稻生物学团队利用EMS诱变和图位克隆鉴定了一个钙依赖性蛋白激酶类编码基因ESL4，低氮条件下，突变体叶片活性氧含量较高，衰老相关基因表达也较高，出现早衰情况，通过梯度施加氮肥实验证明突变体esl4是一个氮营养缺陷型突变体，ESL4参与了氮代谢过程；通过过量表达ESL4基因可以达到提高植株体内氮素利用效率，从而增加产量的目的。在本研究中，对ESL4如何参与氮代谢及其表达网络的调控进行深入研究，并初步探讨ESL4在育种生产中的应用。这些结果有助于对CPK基因如何参与氮代谢调控的理解，并将为阐明植物对氮素的吸收机制和遗传生理生化提供分子基础。

博士生邢亚迪为本文的第一作者，王楠副教授和何光华教授为本文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、农业部公益性行业特别计划、重庆市科委和教委项目资助。