日本筑波大学生命环境系、农业食品产业技术综合研究机构等团队以百脉根作为豆科植物模型，发现硝酸盐转运蛋白LjNRT2.1对硝酸盐抑制根瘤共生机制起介导作用，该研究成果于近期发表在《The Plant Cell》，题为“Nitrate transport via NRT2.1 mediates NIN-LIKE PROTEIN-dependent suppression of root nodulation in Lotus japonicus”。
前期研究表明，在氮素匮乏的土壤环境中，豆科植物通过与根瘤菌建立共生关系，将空气中的氮转化为生长发育所需的肥料以获得生存。而在含有硝酸等氮素营养丰富的土壤中，豆科植物会抑制根瘤共生，选择直接吸收土壤中的氮。
科研人员分离出新型突变体（nrsym3变体），通过对植物模型根部给予硝酸盐，分析LjNRT2.1基因表达的变化，探索LjNRT2.1如何协调参与硝酸盐抑制根瘤共生的过程，并构建了模型图。模型图显示，当豆科植物接收到高浓度硝酸盐信号时，在LjNLP1转录因子的作用下，LjNRT2.1基因表达增强，硝酸盐通过LjNRT2.1流入到细胞内，使LjNLP4转录因子向细胞核移动，从而调控根瘤形成关联基因的表达。
此研究成果揭示了LjNRT2.1在硝酸盐抑制根瘤共生过程中的作用，展示了豆科植物依据外部环境变化切换氮营养来源这一独特的生存策略，有利于提高豆科作物肥料管理效率，推动农业可持续发展。
原文链接：
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20220212/index.html
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来源：科技部生物中心