储成才研究组对过去100年间收集于全球不同地理区域52个国家（地区）的110份早期水稻农家种进行了全面的农艺性状鉴定，发现不同氮肥条件下，水稻分蘖（分枝）氮响应能力与氮肥利用效率变异间存在高度关联。研究组利用全基因组关联分析技术鉴定到一个水稻氮高效基因OsTCP19，其作为关键调控因子调控水稻分蘖。
进一步研究发现，OsTCP19上游调控区一小段核酸片段（29-bp）的缺失与否是不同水稻品种分蘖氮响应差异的主要原因。氮高效品种中的OsTCP19调控区缺失该29-bp核酸序列，氮响应负调控因子LBD蛋白可以高效结合在该位点附近并抑制OsTCP19转录表达。通过多重组学分析，OsTCP19作为调控因子抑制分蘖促进基因DLT的表达，进而实现对水稻分蘖发育的调控，揭示了氮素调控水稻分蘖发育过程的分子基础。氮高效品种在低氮或者中氮条件下分蘖数更多，从而提高氮的利用效率。
长期以来，育种的首要目标是高产，使水稻能在大量施用化肥情况下，获得较高产量。然而，这导致一些重要基因资源的丢失，以致主栽水稻品种肥料利用效率普遍较低。通过对世界水稻种植区土壤氮含量数据分析，研究团队发现，土壤越贫瘠的地方，OsTCP19氮高效变异越常见，并随着土壤氮含量的增加，氮高效类型品种逐步减少，而我国现代水稻品种中这一氮高效变异几乎全部丢失。
世界各地气候、土质的巨大差异造就了农家品种丰富的遗传多样性。在水稻种子库中，集合了在现代高产水稻品种推广之前，也就是氮肥大量施用之前，世界各地农家种植的本地品种。研究人员通过对这些“古早”的水稻品种进行基因遗传分析，最终定位了基因组上这一关键变异。将这一氮高效变异重新引入现代水稻品种，从而在水稻种植过程中使用更少的化肥，也能达到相同的产量。
