近日，Plant Physiology在线发表了南京农业大学徐国华教授为课题组题为OsNAR2.1 interaction with OsNIT1 and OsNIT2 functions in root-growth responses to nitrate and ammonium的研究论文，报道了在硝和（或）铵供应条件下水稻根系生长的调控机制。
土壤中硝和铵是植物根系获取的两种主要氮素形态，其数量、浓度、比例具有很强的可变性。同时，根系适应可变的氮素供应具有很强的生长发育的可塑性，然而其分子调控机制还远不清楚。
徐国华课题组之前已经发现硝运输辅助蛋白OsNAR2.1在水稻根系响应和吸收硝中起关键作用 (Feng et al., 2011; Yan et al., 2011; Liu et al., 2014; Huang et al., 2015)。本研究利用Pull-Down，酵母双杂交和免疫共沉淀实验揭示了OsNAR2.1与两个腈水解酶蛋白OsNIT1、OsNIT2存在蛋白互作。OsNAR2.1、OsNIT2与OsNIT1共表达可显著提高OsNIT1水解吲哚乙腈（IAN）为吲哚乙酸（IAA）的能力。敲除OsNAR2.1抑制OsNIT1和OsNIT2的表达，而敲除OsNIT1和OsNIT2则不影响OsNAR2.1的表达以及根系吸收硝的速率。在供硝条件下，分别敲除OsNAR2.1, OsNIT1, OsNIT2，尤其是同时敲除OsNAR2.1和OsNIT2，导致主根变短和侧根密度的下降。在供铵条件下，OsNAR2.1的表达受到抑制，但OsNIT1和OsNIT2的表达增强，敲除OsNAR2.1不影响根系生长，但敲除OsNIT1和OsNIT2仍导致主根变短和侧根密度的下降，增强GH3家族基因和PIN2基因的表达，抑制生长素（3H-IAA）向根尖的分配。
OsNAR2.1，OsNIT1和OsNIT2调节根系在硝态氮和铵态氮条件下生长的模型 (Feng et al., 2011; Yan et al., 2011; Liu et al., 2014; Huang et al., 2015; Song et al., 2020)
综上，结合之前的研究，该研究提出了OsNAR2.1，OsNIT1和OsNIT2调节根系在硝态氮和铵态氮条件下生长的机制（图）。研究结果为通过遗传改良，提高根系吸收土壤和肥料氮素效率提供了新的分子基础。
南京农业大学在读博士研究生宋淼泉为该论文的第一作者，徐国华教授为通讯作者。
来源：南京农大。原文链接:
https://doi.org/10.1104/pp.19.01364
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