徐国华教授课题组揭示水稻根系生长适应硝和铵营养的新机制

2月18日，Plant Physiology在线发表了南京农业大学资环学院徐国华教授为通讯作者，题为“OsNAR2.1 interaction with OsNIT1 and OsNIT2 functions in root-growth responses to nitrate and ammonium”的研究论文，报道了在硝和（或）铵供应条件下水稻根系生长的调控机制。

土壤中硝和铵是植物根系获取的两种主要氮素形态，其数量、浓度、比例具有很强的可变性。同时，根系适应可变的氮素供应具有很强的生长发育的可塑性，然而其分子调控机制还远不清楚。

徐国华教授课题组之前已经发现硝运输辅助蛋白OsNAR2.1在水稻根系响应和吸收硝中起关键作用 (Feng et al., ; Yan et al., ; Liu et al., ; Huang et al., )。本研究利用Pull-Down，酵母双杂交和免疫共沉淀实验揭示了OsNAR2.1与两个腈水解酶蛋白OsNIT1、OsNIT2存在蛋白互作。OsNAR2.1、OsNIT2与OsNIT1共表达可显著提高OsNIT1水解吲哚乙腈（IAN）为吲哚乙酸（IAA）的能力。敲除OsNAR2.1抑制OsNIT1和OsNIT2的表达，而敲除OsNIT1和OsNIT2则不影响OsNAR2.1的表达以及根系吸收硝的速率。在供硝条件下，分别敲除OsNAR2.1, OsNIT1, OsNIT2，尤其是同时敲除OsNAR2.1和OsNIT2，导致主根变短和侧根密度的下降。在供铵条件下，OsNAR2.1的表达受到抑制，但OsNIT1和OsNIT2的表达增强，敲除OsNAR2.1不影响根系生长，但敲除OsNIT1和OsNIT2仍导致主根变短和侧根密度的下降，增强GH3家族基因和PIN2基因的表达，抑制生长素（3H-IAA）向根尖的分配。

图1. OsNAR2.1，OsNIT1和OsNIT2调节根系在硝态氮和铵态氮条件下生长的模型(Feng et al., ; Yan et al., ; Liu et al., ; Huang et al., ; Song et al., )

该研究勾画了OsNAR2.1，OsNIT1和OsNIT2调节根系在硝态氮和铵态氮条件下生长的模型（见图1），为通过遗传改良，提高根系吸收土壤和肥料氮素效率提供了新的分子基础。

南京农业大学在读博士研究生宋淼泉为该论文的第一作者，徐国华教授为通讯作者。本研究得到了科技部国家重点研发计划和国家自然科学基金委的资助。

原文链接：https://mp./s/CqhURyk-X8zXD0UtaL5DUQ

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