新華社西安9月23日電（記者姚友明）23日，西北農林科技大學(xué)生命學(xué)院劉坤祥教授領(lǐng)銜的植物氮素營(yíng)養團隊的研究成果在《科學(xué)》在線(xiàn)發(fā)表。這表明該團隊主導研究發(fā)現了調節植物生長(cháng)的氮營(yíng)養信號“開(kāi)關(guān)”。

　　

　　氮元素是構成生物體最基本元素之一。農業(yè)生產(chǎn)中，硝態(tài)氮是增加農作物產(chǎn)量的重要因素。植物可以感受到不同濃度的硝態(tài)氮，并迅速發(fā)生轉錄水平、代謝水平、激素信號、根系及地上部分的協(xié)調生長(cháng)和生殖生長(cháng)等方面的變化，從而調控自身的代謝和生長(cháng)反應。因此，硝態(tài)氮不僅是植物必需的礦質(zhì)營(yíng)養鹽，也是重要的信號分子。
 

　　

　　植物NLP7轉錄因子具有硝酸鹽分子開(kāi)關(guān)的作用，結合硝酸鹽后進(jìn)入細胞核調控植物氮素利用。（受訪(fǎng)單位供圖）

　　

　　20世紀90年代，科學(xué)家已經(jīng)可以在基因水平確定硝態(tài)氮是一種信號分子，但并不清楚植物感受它的機制。2009年，有科學(xué)家發(fā)表文章認為CHL1/NRT1.1蛋白除了硝酸鹽轉運的功能以外，還存在感受硝態(tài)氮的功能。但劉坤祥根據多年研究認為，該蛋白不是一個(gè)主要的硝態(tài)氮感受器。

　　

　　在此前研究的基礎上，劉坤祥發(fā)現了新的植物硝酸鹽信號“開(kāi)關(guān)”NLP7蛋白。研究表明，NLP家族的NLP2/4/5/6/7/8/9作為轉錄因子，開(kāi)啟了硝酸鹽誘導的轉錄重塑和物質(zhì)運輸、代謝、激素信號轉導和根系及地上部分的生長(cháng)等發(fā)育進(jìn)程。通過(guò)新型的分子互作檢測方法，劉坤祥等人證實(shí)了硝酸鹽可以和NLP7蛋白直接互作。

　　

　　據介紹，該研究結果的重大意義在于闡明了光合自養植物通過(guò)感受硝態(tài)氮進(jìn)而激活植物信號轉導網(wǎng)絡(luò )和生長(cháng)反應的調節機制，這一發(fā)現將為提高作物的氮利用效率，減少化肥使用和能源消耗，減輕由溫室氣體排放引起的氣候變化，進(jìn)而為支持農業(yè)的可持續發(fā)展提供新的啟迪。