研究成果

Plant Physiology-左开井课题组揭示作物氮素高效利用新机制

发布时间:2021-07-22 

近日,上海交大8455新葡萄娱乐场网站单细胞研究中心左开井课题组在知名杂志Plant Physiology上发表了题为 “CALMODULIN-LIKE 38 and PEP1 RECEPTOR 2 integrate nitrate and brassinosteroid signals to regulate root growth” 的研究论文。该研究发现,CML38和PEPR2两个蛋白共同整合氮素与油菜素内酯信号转导过程,协同调控根系发育,防止植物中N资源的快速消耗从而提高植物中氮素资源的合理利用。

氮素(N)是决定作物生长发育的主要营养因子,增施氮肥是提高农作物产量简单、有效的方式。但是,由于农作物对氮肥的吸收利用率较低,近年来氮肥的过量施用造成一系列环境污染问题。发掘氮素高效基因并开展作物新品种选育,对于减少氮肥施用提高农作物的产量,缓解氮肥过度使用的环境污染具有重要意义。

研究发现,拟南芥中类钙调蛋白CML38与小肽受体蛋白PEPR2相互作用,受硝酸盐信号诱导,负调控硝酸盐信号途径相关基因表达,抑制硝酸盐同化途径;同时,CML38与PEPR2相互作用正向调控BR信号途径传递,有利于增加BES1的去磷酸化水平。CML38与PEPR2在低氮信号条件下,如同2个正-负向精细开关,既可以促进在低氮条件下根系发育寻找土壤中新的氮源,又可以抑制根系过快生长防止氮素快速消耗,实现根系生长-氮素利用的动态平衡。

该研究结论为深入研究氮信号网络、发掘氮高效的调控因子提供理论依据,进而为提高农作物产量提供重要的研究方向。

上海交通大学博士生宋晓云为论文第一作者,左开井教授为通讯作者。该研究得到转基因专项(016AA08005-003, 2019AA08009-010)、生农交叉基金等项目资助。

 

撰稿:宋晓云

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