本发明公开了水稻高亲和硝酸盐运输蛋白基因OsNAR2.1的序列及其应用,属于基因工程领域。水稻高亲和硝酸盐运输蛋白基因OsNAR2.1的cDNA序列SEQ ID NO.1及其编码的氨基酸序列SEQ ID NO.2。本发明基因功能在水稻中首次报道,在蛙卵异源体系中表达,确定OsNAR2.1蛋白能够显著促进水稻对硝酸盐的运输;mRNA表达分析表明该基因受低硝态氮的诱导受铵以及氮代谢物的抑制。该基因的敲除突变体导致水稻对硝酸盐的吸收减少而且出现明显的缺氮症状,田间实验该基因还影响水稻的结实率,因此超量表达OsNAR2.1可提高水稻在低氮条件对硝态氮的吸收以及提高水稻的产量。