本发明提供了一种NHX2基因和调控因子GCD1或其蛋白的应用。本发明揭示了当提高NHX2和GCD1基因或其蛋白的表达时，可显著改善农作物的农艺性状，包括：(i)提高波动光下气孔开关速度(τcl)；(ii)增加干旱下叶片水分利用效率；(iii)增加干旱下有效分蘖数；(iv)增加干旱下经济产量；和/或(v)增加生物量等。此外，将NHX2基因的选自?1212、?335、+331、+483、+652、+3120、+3516位的碱基，突变为碱基?1212A、?335A、+331C、+483T、+652C、+3120C或+3516C和/或增加其调控因子GCD1基因的表达，可显著提高农作物的波动光下气孔开关速度(τcl)和叶片水分利用效率以及干旱下的生物量和产量。
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