山东农业大学揭示外源赤霉素调控苹果低氮适应性的生理机制

我国苹果园化肥特别是氮肥施用过量现象普遍，不但降低了果实品质，还带来了土壤质量退化和环境污染等问题。但是，在我国苹果园土壤有机质含量较低的现状下，直接减少氮肥用量可能导致产量下降。因此，通过技术措施提高苹果对低氮的适应性，对于减少苹果园氮肥投入和促进苹果产业绿色高质量发展具有重要意义。

2025年6月，Fruit Research在线发表了山东农业大学园艺科学与工程学院姜远茂教授和葛顺峰教授团队题为Exogenous GA3alleviates low nitrogen stress by enhancing leaf nitrogen assimilation and limiting the transport of photosynthates to roots in apple plants的研究论文。
赤霉素（GA）在提高植物对非生物胁迫的适应性方面发挥了重要作用。然而，GA是否能够提高苹果耐低氮能力，其生理机制仍不清楚。本研究利用同位素标记、非损伤微测等技术探究了外源GA3对低氮胁迫下苹果幼苗碳-氮代谢和分配的影响。结果表明，外源GA3（50 mg/L）提高了叶片中内源GA3的浓度，缓解了低氮胁迫对光合作用和叶片生长的抑制，并显著增加了氮利用效率和苹果植株生物量。

图1在低氮胁迫下，外源GA3和PAC对苹果砧木的影响

氮代谢方面，外源GA3提高了硝酸盐转运体的转录水平，增加了叶片氮同化酶的活性，导致硝酸盐和可溶性蛋白质含量增加。外源GA3还显著提高了叶片中N的分配比例和根中MdNRT1.5的表达量，表明叶片利用了更多的氮。碳代谢方面，外源GA3施用GA3提高了叶片中山梨醇脱氢酶和蔗糖合成酶的活性，同时降低了根系中糖卸载相关基因的表达，导致叶片中C分配和能量电荷显著增加。

图2 在低氮胁迫下外源 GA3 对苹果砧木的作用示意图

研究发现，在低氮胁迫下，外源GA3通过增强苹果植株叶片的氮同化能力和限制光合产物向根部的运输，保证了低氮下叶片的正常生长和光合功能，缓解了低氮胁迫对苹果植株生长的抑制。

山东农业大学2023级博士研究生刘晶泉为该论文的第一作者，山东农业大学园艺科学与工程学院姜远茂教授和葛顺峰教授为共同通讯作者。该研究得到山东省重点研发计划，国家重点研发计划，国家苹果产业技术体系等项目的资助。

中文标题：

外源GA3通过增强苹果植株叶片的氮同化和限制光合产物向根部的运输来缓解低氮胁迫

https://doi.org/10.48130/frures-0025-0009