10月17日，中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所龔繼明研究組在Plant Cell 上在線發(fā)表題為T(mén)he Arabidopsis ethylene/jasmonic acid-NRT signaling module coordinates nitrate reallocation and the trade-off between growth and environmental adaptation 的研究論文。該研究揭示乙烯和茉莉酸途徑及其調(diào)控的硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白共同組成一個(gè)功能模塊，從而調(diào)控逆境下硝酸鹽在體內(nèi)的再分配過(guò)程，回答了硝酸根再分配與不同環(huán)境信號(hào)整合的問(wèn)題，并加深了人們對(duì)于植物如何在逆境耐受性和生長(zhǎng)發(fā)育間平衡的機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

　　光合硝酸根同化（Nitrate photoassimilation）的偶聯(lián)和解偶聯(lián)對(duì)于植物的能量效率具有重要的調(diào)節(jié)作用。龔繼明研究組之前克隆了該過(guò)程中兩個(gè)關(guān)鍵的調(diào)節(jié)基因NRT1.8和NRT1.5，闡明了其作用機(jī)理（Plant Cell， 2010；Plant Physiology， 2012），并預(yù)示NRT1.8/NRT1.5調(diào)節(jié)的硝酸根再分配是植物面對(duì)一系列逆境的通用機(jī)制，但植物如何整合不同的環(huán)境信號(hào)來(lái)調(diào)控這種逆境誘導(dǎo)的硝酸根再分配過(guò)程（Stress-induced nitrate allocation to roots, SINAR）尚未得到解答。通過(guò)生物信息學(xué)分析，作者發(fā)現(xiàn)同時(shí)受到乙烯和茉莉酸途徑調(diào)控的ERFs轉(zhuǎn)錄因子有可能是NRT1.8的直接上游因子。進(jìn)一步的遺傳分析和生化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一點(diǎn)，并且證實(shí)NRT1.8受到逆境誘導(dǎo)的乙烯和茉莉酸通路的協(xié)同調(diào)控進(jìn)而上調(diào)表達(dá)，而NRT1.5也受到同樣的調(diào)控從而下調(diào)表達(dá)。EIN3/EIL1在此過(guò)程中位于ERFs的上游起著整合乙烯和茉莉酸信號(hào)的作用，而且還作為NRT1.5的直接上游調(diào)控乙烯介導(dǎo)的NRT1.5表達(dá)。NRT1.5受茉莉酸的下調(diào)則受未知因子調(diào)控。進(jìn)一步研究表明，SINAR在植物的逆境耐受和生長(zhǎng)發(fā)育之間起著一個(gè)平衡器的作用，而且該調(diào)節(jié)作用依賴于硝酸還原酶。該研究對(duì)于提高各類(lèi)環(huán)境下植物的氮素利用效率有著重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)也為科研工作者培育具多種優(yōu)良性狀的農(nóng)作物提供了思想借鑒。

　　該項(xiàng)工作得到國(guó)家杰出青年科學(xué)基金和創(chuàng)新群體基金的經(jīng)費(fèi)支持。

簡(jiǎn)易模式圖：ET/JA 途徑啟動(dòng)SINAR調(diào)節(jié)硝酸鹽再分配和環(huán)境適應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制