日本筑波大學生命環(huán)境系、農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)業(yè)技術綜合研究機構等團隊以百脈根作為豆科植物模型，發(fā)現(xiàn)硝酸鹽轉運蛋白LjNRT2.1對硝酸鹽抑制根瘤共生機制起介導作用，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，豆科植物通過與根瘤菌建立共生關系，將空氣中的氮轉化為生長發(fā)育所需的肥料以獲得生存。而在含有硝酸等氮素營養(yǎng)豐富的土壤中，豆科植物會抑制根瘤共生，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），通過對植物模型根部給予硝酸鹽，分析LjNRT2.1基因表達的變化，探索LjNRT2.1如何協(xié)調(diào)參與硝酸鹽抑制根瘤共生的過程，并構建了模型圖。模型圖顯示，當豆科植物接收到高濃度硝酸鹽信號時，在LjNLP1轉錄因子的作用下，LjNRT2.1基因表達增強，硝酸鹽通過LjNRT2.1流入到細胞內(nèi)，使LjNLP4轉錄因子向細胞核移動，從而調(diào)控根瘤形成關聯(lián)基因的表達。

此研究成果揭示了LjNRT2.1在硝酸鹽抑制根瘤共生過程中的作用，展示了豆科植物依據(jù)外部環(huán)境變化切換氮營養(yǎng)來源這一獨特的生存策略，有利于提高豆科作物肥料管理效率，推動農(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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