科研人員發(fā)現(xiàn)LjNRT2.1對(duì)硝酸鹽抑制根瘤共生機(jī)制起介導(dǎo)作用

日本筑波大學(xué)生命環(huán)境系、農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究機(jī)構(gòu)等團(tuán)隊(duì)以百脈根作為豆科植物模型，發(fā)現(xiàn)硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白LjNRT2.1對(duì)硝酸鹽抑制根瘤共生機(jī)制起介導(dǎo)作用，該研究成果于近期發(fā)表在《The Plant Cell》，題為“Nitrate transport via NRT2.1 mediates NIN-LIKE PROTEIN-dependent suppression of root nodulation in Lotus japonicus”。

前期研究表明，在氮素匱乏的土壤環(huán)境中，豆科植物通過(guò)與根瘤菌建立共生關(guān)系，將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為生長(zhǎng)發(fā)育所需的肥料以獲得生存。而在含有硝酸等氮素營(yíng)養(yǎng)豐富的土壤中，豆科植物會(huì)抑制根瘤共生，選擇直接吸收土壤中的氮。

科研人員分離出新型突變體（nrsym3變體），通過(guò)對(duì)植物模型根部給予硝酸鹽，分析LjNRT2.1基因表達(dá)的變化，探索LjNRT2.1如何協(xié)調(diào)參與硝酸鹽抑制根瘤共生的過(guò)程，并構(gòu)建了模型圖。模型圖顯示，當(dāng)豆科植物接收到高濃度硝酸鹽信號(hào)時(shí)，在LjNLP1轉(zhuǎn)錄因子的作用下，LjNRT2.1基因表達(dá)增強(qiáng)，硝酸鹽通過(guò)LjNRT2.1流入到細(xì)胞內(nèi)，使LjNLP4轉(zhuǎn)錄因子向細(xì)胞核移動(dòng)，從而調(diào)控根瘤形成關(guān)聯(lián)基因的表達(dá)。

此研究成果揭示了LjNRT2.1在硝酸鹽抑制根瘤共生過(guò)程中的作用，展示了豆科植物依據(jù)外部環(huán)境變化切換氮營(yíng)養(yǎng)來(lái)源這一獨(dú)特的生存策略，有利于提高豆科作物肥料管理效率，推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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 https://www.jst.go.jp/pr/announce/20220212/index.html

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