植物生長的氮信號“開關”被發現 或有效支援農業可持續發展

近日，西北農林科技大學生命學院劉坤祥教授領銜的植物氮素營養團隊的研究成果在《科學》線上發表。這表明該團隊主導研究發現了調節植物生長的氮營養信號“開關”。

氮元素是構成生物體最基本元素之一。農業生産中，硝態氮是增加農作物産量的重要因素。植物可以感受到不同濃度的硝態氮，並迅速發生轉錄水準、代謝水準、激素信號、根系及地上部分的協調生長和生殖生長等方面的變化，從而調控自身的代謝和生長反應。因此，硝態氮不僅是植物必需的礦質營養鹽，也是重要的信號分子。

在此前研究的基礎上，劉坤祥發現了新的植物硝酸鹽信號“開關”NLP7蛋白。研究表明，NLP家族的NLP2/4/5/6/7/8/9作為轉錄因子，開啟了硝酸鹽誘導的轉錄重塑和物質運輸、代謝、激素信號轉導和根系及地上部分的生長等發育進程。通過新型的分子互作檢測方法，劉坤祥等人證實了硝酸鹽可以和NLP7蛋白直接互作。

據介紹，該研究結果的重大意義在於闡明瞭光合自養植物通過感受硝態氮進而激活植物信號轉導網路和生長反應的調節機制，這一發現將為提高作物的氮利用效率，減少化肥使用和能源消耗，減輕由溫室氣體排放引起的氣候變化，進而為支援農業的可持續發展提供新的啟迪。