研究人員發現蒺藜苜蓿偏好氮吸收的調控機制

　　中國科學院分子植物科學**創新中心和英國約翰英納斯中心研究人員等在The EMBO Journal上共同發表了題為MtNPF6.5 mediates chloride uptake and nitrate preference in Medicago roots的研究報告。該研究發現MtNPF6.5編碼植物根部吸收Cl-的轉運蛋白，并參與了植物對NO3-吸收偏好的調控。

　　植物通過調控離子轉運蛋白來實現對NO3-吸收的偏好，這是植物離子穩態調控的一個基本特征，但人們對此知之甚少，尤其是對植物生長發育有重要影響的一價陰離子NO3-和Cl-的穩態調控仍不明確。研究人員利用豆科模式植物蒺藜苜蓿對此問題進行研究，并取得突破性進展。他們發現MtNPF6.5是擬南芥AtNPF6.3/NRT1.1的直系同源物，可介導爪蟾卵母細胞對NO3-和Cl-的攝取，但更傾向選擇轉運Cl-，而其同源物MtNPF6.7可吸收NO3-和Cl-，但具有NO3-選擇性。與野生型植株相比，mtnpf6.5突變體內Cl-含量顯著減少，表明MtNPF6.5在根系吸收Cl-中起重要作用。此外環境中的高Cl-可抑制MtNPF6.5的表達，NO3-也抑制MtNPF6.5的表達，但可誘導MtNPF6.7的表達，這些對NO3-的響應則由轉錄因子MtNLP1調控。在環境缺乏NO3-時，植物通過MtNPF6.5攝取Cl-，而重新對植物供應NO3-后，MtNLP1通過抑制MtNPF6.5并誘導MtNPF6.7以迅速實現從攝取Cl-到NO3-的快速轉換。該研究揭示了植物NO3-偏好的潛在機制，同時通過對MtNPF6.5預測底物的結合殘基序列的分析，揭示了AtNPF6.3直系同源物的三個子類型：A（Cl-選擇性）、B（NO3-選擇性）和C（豆科植物特有）。在早期分化的植物譜系中，NO3-選擇性（B型）AtNPF6.3同源物的缺失表明它們是從Cl-選擇性（A型）MtNPF6.5樣蛋白進化而來的。該研究還提出了豆科植物中MtNLP1參與調控的NO3-偏好調節模型。