揭示植物如何“觅食氮素”(2020.9.12 eplants)
2020-09-26
三农资讯半月报 2020年17期
2020年9月11日,Nature Plants在线发表了德国莱布尼茨-植物遗传学和作物植物研究所的Nicolaus von Wirén教授团队的题为Auxin-mediated root branching is determined by the form of available nitrogen的研究论文。该研究发现由于根系局部铵的摄入,引起了质外体pH的变化,该变化引发了不依赖于载体的生长素扩散旁路,从而促进了侧根的出现。该研究揭示了依赖于pH的生长素扩散是一种重要的调节机制,从而使根系构型能够随着土壤中有效养分的时空异质性来进行调整。
值得一提的是,杂志同期配发了比利时根特大学Tom beeckman教授的题为A pHantastic ammonium response评述文章。认为该研究是朝着更好地了解植物对硝酸盐和铵的不同反应的机制迈出的重要一步,并将有助于制定提高氮素利用效率的策略,从而减少化肥使用量。
植物根系结构的调整使植物能够适应土壤中有效养分的时空异质性,以便针对性的进行养分吸收。与初生根相比,侧根构成了整个根系的大部分,并对外部养分有效性表现出较高的可塑性。轻度缺氮(N)或局部供应硝酸盐、磷酸盐或铁形成明显伸长的侧根,而在局部供应铵的情况下,侧根较短,但分枝较高,这表明局部养分的有效性以一种养分特异性的方式影响侧根发育的不同过程。
尽管改变根构型对利用异质土壤或施肥后的局部区域内的营养成分很重要,但是我们却对植物如何将外部营养信号整合到根系发育程序中的機制知之甚少。
由于侧根发育的每一个过程,包括起始、形成和伸长,都受生长素的控制,因此出现了生长素如何对自然和农业土壤中局部存在的铵作出反应的问题……p>
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