湖南农业大学揭示了氮素形态与钾离子转运互作的分子机制。

近日，湖南农业大学资源环境学院植物营养生物学团队张振华课题组在Plant Cell and Environment杂志在线发表题为“Nitrogen form-mediated ethylene signal regulates root-to-shoot K+ translocation via NRT1.5”的研究论文，揭示了氮素形态与钾离子转运互作的分子机制。

矿质养分之间相互作用是养分综合管理、肥料科学施用的重要影响因素。稻油复种是南方典型的水旱轮作制，铵态氮（N-NH+ 4）和硝态氮（N-NO- 3）分别是水稻和油菜利用的两种主要氮素形态；其中N-NO3-和K+能够紧密协同，而N-NH+ 4与K+拮抗，并且K+的减少被认为是植物“铵毒害”的重要原因之一。但是不同氮素形态与K+互作的分子机制目前知之甚少。本研究发现铵态氮促进了根系乙烯的合成和木质部组织EIN3蛋白的稳定性，增强了拟南芥根部的乙烯信号转导。并且乙烯信号突变体ein2-1, ein3/eil1对N-NH+ 4不敏感，地上部钾离子含量增加；35S::EIN3过表达材料对低K+和N-NH+ 4敏感，地上部缺钾黄化。同时，我们发现铵态氮抑制了钾转运基因SKOR和 NRT1.5的表达。其中nrt1.5及skor/nrt.5突变体地上部的K+含量降低，这些症状和35S::EIN3过表达材料在低钾和N-NH+ 4条件下的症状类似，并证明了乙烯信号通过EIN3作用于NRT1.5上游，调控其转录水平，影响K+从根向地上部的运输。有意思的是，低浓度的NO3-可能作为信号分子调控根部乙烯的信号产生，从而介导K+的长途转运。

湖南农业大学资源环境学院青年教师陈海飞为论文第一作者，张振华教授为通讯作者。该项目得到国家自然科学基金（31801934; 32072664）等资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1111/pce.14182