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南京农业大学资环学院研究团队揭示菌根共生介导的植物氮素转运途径

已阅读:次  更新时间:2020-10-22 14:47  作者:  
菌根真菌是土壤中一类陈旧的有利真菌,能够与地球上90%以上的陆地植物的根系构成菌根互利共生体,促进植物对土壤中水分和养分的吸收使用,并进步植物抵挡生物和非生物钳制的才能。因而,研讨菌根共生不只能够提醒植物对环境习惯的演化机制,并且关于进步资源使用功率,削减化肥施用,维护生态环境和促进农业可持续发展具有重要的含义。氮和磷是农业生产中需求最大的两大必需养分元素。之前菌根共生进步植物对土壤磷素的吸收使用及其效果机制较为清晰,也有直接依据显现菌根真菌能够从土壤中吸收铵态氮并传递给植物。但是,在绝大多数的旱地土壤中,硝态氮是最首要的无机氮素形状,因而,宿主植物怎么从菌根真菌获取氮素并促进对土壤氮素的吸收使用一向不清楚。近来,南京农业大学资源与环境学院徐国华和陈爱群教授课题组在美国国家科学院院刊《PNAS》上宣布了题为Functional analysis of the OsNPF4.5 nitrate transporter reveals a conserved mycorrhizal pathway of nitrogen acquisition inplants的研讨论文。该研讨发现与低磷有利于菌根共生相反,供给适度的硝态氮能够促进旱作水稻菌根共生功率。经过15NO3-符号发现,水稻经过菌根真菌吸收的氮占到总氮的40%以上。选用转录组测序发现,NPF4.5及其同源基因在水稻、玉米和高粱菌根中被激烈特异诱导表达。经过在异源体系功用验证和NPF4.5基因的敲除剖析,清晰了水稻OsNPF4.5是一个低亲和硝酸盐转运蛋白,发现菌根途径奉献的氮大约有45%经过NPF4.5转运。增强NPF4.5表达丰度能够明显促进水稻成长和进步氮素吸收功率。经过对菌根共生促进氮吸收功率的科学点评和分子机制的解析,该论文初次提醒了至少在禾本科作物中存在高度保存、高效的菌根硝酸盐吸收途径。该研讨成果为将来使用菌根共生体系进步植物氮素使用功率供给了理论依据和技能支撑。该研讨由南京农业大学资源与环境科学学院植物营养分子遗传课题组主导完结,美国德州理工大学协作参加了部分研讨作业。南京农业大学王双双博士生和陈爱群教授为一起榜首作者,陈爱群教授、徐国华教授和LuisHerrera-Estrella教授为一起通讯作者。该作业首要得到了国家重点研制方案项目、国家自然科学基金项目的赞助。图1.硝酸盐转运蛋白NPF4.5参加菌根共生途径硝酸盐吸收来历:食物资讯中心