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JXB︱法国蒙彼利埃大学研究者揭示拟南芥氮素饥饿响应机制

已有 1216 次阅读 2021-3-28 20:08 |系统分类:科研笔记

2021年3月21日,法国蒙彼利埃大学Gabriel Krouk研究组及其合作者在Journal of Experimental Botany 杂志发表了题为GARP transcription factors repress Arabidopsis nitrogen starvation response via ROS-dependent and -independent pathways 的研究论文,本研究揭示了拟南芥响应氮饥饿的两种机制:一是HHO直接抑制高亲和力硝酸盐转运蛋白NRT2.4和NRT2.5;二是HHO转录因子通过影响ROS来调控缺氮响应。


植物需要应对土壤中可利用氮素的强烈变异。尽管已发现许多涉及植物如何感知NO3供应的因子,但植物如何识别缺氮还不清楚。脱氮后,植物激活其氮饥饿响应(NSR),特别是高亲和力的硝酸盐转运系统(NRT2.4、NRT2.5)和其他参与氮素再动员(remobilization)的前哨基因(sentinel gene), 如GDH3。


本研究通过转录因子(TF)干扰和分子生理学研究,并结合功能基因组学,表明HHO亚家族的TF是NSR的重要调节因子,并通过两种潜在机制发挥作用。首先,HHO直接抑制高亲和力硝酸盐转运蛋白NRT2.4和NRT2.5。hho突变体表现出增加的高亲和力硝酸盐转运活性,为生物技术应用打开了广阔的前景。第二,研究表明活性氧(ROS)对于控制野生型植物中的NSR很重要,并且HRS1HHO1的过表达和突变体中ROS含量受到了影响,从而表明了该信号通路中的潜在前馈(feed-forward)分支。

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Proposed model of the regulation of NSR by HHOs and ROS


总之,本研究结果定义了两种控制NSR的作用因子之间的关系,这包括ROS和HHO TFs。本项工作一方面开拓了人们对营养物质相关信号通路的认识,另一方面,明确了提高植物吸收NO3的分子育种目标。


文章链接:

https://academic.oup.com/jxb/advance-article-abstract/doi/10.1093/jxb/erab114/6184615




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