當(dāng)植物面對干旱、缺“營養(yǎng)”的惡劣環(huán)境時，它們?nèi)绾巫跃龋?2日，記者從華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉，該校儲成才教授、胡斌教授科研團隊發(fā)現(xiàn)，植物中的NRT1.1B蛋白就像一個“智能開關(guān)”，能同時感知土壤中的氮營養(yǎng)狀態(tài)和逆境信號，根據(jù)環(huán)境變化指揮植物做出最優(yōu)選擇。相關(guān)研究成果11日在線發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》。
NRT1.1B-SPX4-NLP4模塊整合氮營養(yǎng)與脫落酸信號通路。 （受訪對象供圖）
脫落酸作為重要的植物激素，堪稱植物界的“逆境警報器”。一直以來，科學(xué)家們認(rèn)為脫落酸主要是在植物細(xì)胞內(nèi)被感知的，就像在細(xì)胞里裝了“警報器”。
“植物根系里有一類NRT的蛋白家族，專門負(fù)責(zé)‘探測’吸收土壤中的氮元素，其中NRT1.1B是水稻中的‘營養(yǎng)探測器’，能夠直接感知土壤中的氮元素并觸發(fā)應(yīng)答反應(yīng)?！眱Τ刹沤榻B。
循著此線索，研究團隊進一步發(fā)現(xiàn)，NRT1.1B可以作為植物逆境激素脫落酸的受體，感知與整合氮元素與脫落酸之間的信號。在低氮環(huán)境下，水稻對生理濃度脫落酸的轉(zhuǎn)錄響應(yīng)十分劇烈；而在高氮環(huán)境下，這種轉(zhuǎn)錄響應(yīng)則受到顯著抑制?！暗偷獥l件下可觸發(fā)更為活躍的脫落酸響應(yīng)，這也暗示植物體內(nèi)存在能夠整合氮營養(yǎng)狀態(tài)和脫落酸信號的分子機制，植物能根據(jù)氮營養(yǎng)的狀態(tài)，調(diào)整對逆境的‘敏感度’?！眱Τ刹耪f。
研究團隊合照。（受訪對象供圖）
研究團隊還發(fā)現(xiàn)，脫落酸可促進NRT1.1B與抑制蛋白在細(xì)胞膜上發(fā)生互作，激活核內(nèi)的脫落酸轉(zhuǎn)錄響應(yīng)，從而揭示了從細(xì)胞膜感知到細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄應(yīng)答的完整脫落酸信號通路。此外，NRT1.1B與脫落酸結(jié)合能力很強，比它結(jié)合氮元素能力高出1000倍。因此，當(dāng)環(huán)境中氮元素不足時，NRT1.1B會傾向于結(jié)合脫落酸信號，進而開啟抗逆境程序。NRT1.1B這一智能開關(guān)可以賦予植物在不同氮營養(yǎng)狀態(tài)下產(chǎn)生靈活的脫落酸應(yīng)答，展示出植物整合復(fù)雜環(huán)境信號的精妙調(diào)控策略。
團隊成員在實驗室工作。（受訪對象供圖）
該研究不僅證實了脫落酸膜受體的存在，突破了脫落酸信號感知主要依賴胞內(nèi)受體的傳統(tǒng)認(rèn)知，更揭示了植物平衡養(yǎng)分利用與抗逆的分子機制，為培育氮高效且抗逆的未來作物提供了理論支撐。
胡斌表示，我們將有可能培育出既耐干旱、又能高效利用氮元素的作物新品種——它們不需要太多化肥，也能在逆境中高產(chǎn)，有望持續(xù)推動“減肥節(jié)水”綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
中國科學(xué)院院士韓斌評價認(rèn)為，該發(fā)現(xiàn)不僅為理解植物響應(yīng)復(fù)雜環(huán)境信號提供了全新視野，為植物環(huán)境適應(yīng)性研究帶來重要的發(fā)展機遇與知識體系變革，也為精準(zhǔn)操控作物養(yǎng)分高效與逆境抗性平衡奠定了理論基礎(chǔ)。
（原標(biāo)題：我國科學(xué)家揭秘植物“生存智慧”）
本文鏈接：http://m.enbeike.cn/news-8-6421-0.html華南農(nóng)業(yè)大學(xué)團隊揭秘植物在惡劣環(huán)境的“自救策略”
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