nrt(中国科学家揭示植物硝酸盐信号传导通路)

中国封建家展现植物硝酸盐信号传导通路

察看者网3月26日从中国封建院遗传与发育生物学研讨所（中科院遗传发育所）了解到，该所研讨团队完成的展现植物硝酸盐信号传导通路和氮磷养分均衡分子机制这一紧张科研后果，已于2019年3月25日在线公布于《天然-植物》（Nature Plants）。别的，该期刊同时公布批评文章以为，此研讨是养分信号研讨范畴及在氮磷养分信号这一全新且高度交织信号网络研讨的一个打破。

硝酸盐（nitrate）不仅是植物最主要的无机氮源，还作为信号分子激活一系列基因表达，触发硝酸盐应对反响，进而促进氮高效使用。细胞膜定位的硝酸盐转运卵白NRT1.1（拟南芥AtNRT1.1和水稻NRT1.1B）作为硝酸盐受体（sensor），可以感知外界硝酸盐信号并触发卑劣应对基因表达。但是，长时以来NRT1.1怎样传导硝酸盐信号的分子机制却不清晰，这也是制约全盘了解硝酸盐信号通路的中心成绩。

图丨中国封建院遗传与发育生物学研讨所

中科院遗传与发育生物学研讨所植物基因组学国度重点实行室储成才研讨组胡斌博士等前一阶段事情发觉，硝酸盐转运卵白NRT1.1B的天然变异是招致水稻籼粳亚群间（indica和japonica）氮使用听从差别的紧张缘故（Hu et al., Nature Genetics, 2015）。NRT1.1B的天然变异不仅招致籼稻硝酸盐吸取及转运的加强，同时触发更强的硝酸盐信号反响。近期，储成才研讨组胡斌博士等进一步展现了NRT1.1B介导的硝酸盐信号向细胞内的转达机制，初次在植物中创建了硝酸盐信号从细胞膜受体到细胞核内的中心转录因子完备的传导通路。

研讨职员发觉，细胞膜定位的NRT1.1B可以与细胞质定位的克制卵白SPX4产生互作，NRT1.1B团结硝酸盐后可加强两者的团结，并促进SPX4卵白产生降解。作为克制卵白SPX4可以制止硝酸盐信号中心转录因子NLP3进入细胞核，而NRT1.1B介导的SPX4降解使NLP3得以开释，进而激活卑劣基因表达触发硝酸盐应对反响。因此，NRT1.1B-SPX4-NLP3构成的调控模块完成了将硝酸盐信号从细胞膜至细胞核的完备传导历程。故意思的是，SPX4长时以来被以为是磷信号传导的紧张调控组分，卖力调控磷信号中心转录因子PHR2的核质穿越。研讨职员发觉NRT1.1B介导SPX4卵白降解也会促进PHR2进入细胞核，进而触发磷应对基因的表达。因此，硝酸盐信号可经过NRT1.1B-SPX4同时完成对硝酸盐应对基因和磷应对基因的协同激活，从而完成氮磷养分均衡。

为了进一步回复NRT1.1B介导SPX4产生卵白降解的缘故，研讨职员对NRT1.1B的互作卵白举行了判定。经过免疫共沉淀团结质谱分析判定到一个泛素毗连酶E3，NBIP1（NRT1.1B interacting protein 1）。研讨发觉NRT1.1B可以招募NBIP1及SPX4构成复合体，以促进SPX4的泛素化及卵白降解。该发觉进一步完满了硝酸盐信号传导通路，为硝酸盐受体的信号转达机制增加了紧张组分。

该项研讨不仅展现了硝酸盐受体转达信号的紧张机制，创建了完备的硝酸盐信号传导通路，并且分析白氮磷协同使用完成植物养分均衡的分子机制，对植物养分研讨具有紧张意义。