河南农业大学博士生与青年教师以第一作者身份在国际知名期刊（IF=12.4）上发表研究论文

近日，河南农业大学杨青华教授与郑旭教授团队在植物学领域知名期刊《Plant Biotechnology Journal》发表题为《Static Magnetic Field Promotes Wheat Nitrogen Assimilation by Repressing Jasmonates Biosynthesis Through TaHY5》的研究论文。该研究首次系统解析静态磁场调控小麦氮素高效吸收与同化的生理路径及分子机制，不仅填补作物磁生物学效应在氮素同化领域的关键认知空白，更为物理农业技术开发与作物养分高效遗传改良提供全新理论支撑。

氮素是作物生长发育所需的关键营养元素，其高效利用直接关系到粮食产量与品质。然而，我国小麦生产中长期存在氮肥利用率低、投入成本高、环境污染严重等突出问题。实现氮肥减施增效对保障国家粮食安全与农业可持续发展具有重要意义。磁场作为一种环境物理因子，已被证实可影响植物多种生理生化过程，但其在作物氮素吸收利用中的调控作用与机制尚不明确。

该研究以小麦为材料，发现静态磁场处理可显著促进小麦幼苗生长。转录组分析表明，磁场对基因表达的调控具有光依赖性，白天差异表达基因显著富集于氮代谢、茉莉酸合成及光信号通路。生理试验证实，磁场处理可增强小麦对硝态氮的吸收与同化，并抑制茉莉酸类物质积累。进一步研究显示，外源茉莉酸处理可消除磁场对氮素同化的促进作用，表明茉莉酸信号介导了磁场的调控效应。机制研究表明，光信号通路核心转录因子TaHY5是磁场响应的关键调控因子。通过CRISPR/Cas9技术获得TaHY5-A/B/D三突突变体后，植株对磁场的响应消失，且茉莉酸积累显著上升、氮同化能力下降。分子生物学试验进一步揭示，TaHY5与组蛋白去乙酰化酶TaHDA9形成转录抑制模块，直接结合茉莉酸合成基因启动子，降低H3K9ac修饰水平，从而抑制茉莉酸合成基因表达，最终促进氮素同化。该研究首次将环境物理因子（磁场）与作物养分利用（氮同化）通过光信号、激素信号串联形成完整调控网络，不仅深化了对植物磁响应机制的认知，更突破了传统“化学施肥增效”的思维局限，为开发绿色环保的物理农业增产技术提供重要理论依据。

河南农业大学博士生李卓与青年教师高洁为共同第一作者，杨青华教授与郑旭教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、河南省重大科技专项、河南省科技攻关项目、西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室开放课题和河南农业大学科技创新基金的资助支持。