撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
脫落酸(Abscisic acid,ABA)是植物適應(yīng)環(huán)境條件最重要的植物激素。盡管植物中脫落酸(ABA)信號網(wǎng)絡(luò)已得到廣泛研究,但我們對多種脫落酸感知系統(tǒng)的了解仍然有限。
2025 年 8 月 11 日,華南農(nóng)業(yè)大學儲成才教授、胡斌教授及南方科技大學副教授龔欣副教授作為共同通訊作者(馬曉軍、王威、張靜懿、蔣志敏、徐程遠為共同第一作者),
在國際頂尖學術(shù)期刊Cell上發(fā)表了題為:NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants 的研究論文。
該研究發(fā)現(xiàn),硝酸鹽受體NRT1.1B對逆境激素脫落酸(ABA)具有更高的親和力,它能作為細胞膜脫落酸受體,介導其信號感知與傳導,脫落酸與硝酸鹽競爭性結(jié)合 NRT1.1B,進而實現(xiàn)氮營養(yǎng)狀態(tài)與逆境信號的整合。
這一突破性發(fā)現(xiàn)表明,除胞內(nèi)受體外,細胞膜上同樣存在感知脫落酸的受體,更為關(guān)鍵的是,該研究揭示了植物平衡養(yǎng)分利用與逆境適應(yīng)的分子機制,為培育兼具氮高效利用與抗逆特性的作物新品種提供了理論支撐。
在這項最新研究中,研究團隊發(fā)現(xiàn),在高硝酸鹽條件下,脫落酸(ABA)的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)受到抑制,但在低硝酸鹽條件下則顯著增強,這表明脫落酸信號傳導與營養(yǎng)狀況緊密相關(guān)。
有趣的是,傳統(tǒng)上被認為是硝酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白和受體的NRT1.1B對脫落酸(ABA)表現(xiàn)出明顯更高的親和力,從而形成由脫落酸促進的NRT1.1B-SPX4復合物。這種復合物會促使被 SPX4 固定的轉(zhuǎn)錄因子 NLP4 的釋放,從而啟動對脫落酸的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)證實了 NRT1.1B 具有作為脫落酸受體的功能。
在上述發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,研究團隊提出了一種新機制——硝酸鹽與脫落酸對 NRT1.1B 的競爭性結(jié)合,使脫落酸能夠?qū)Σ▌拥臓I養(yǎng)條件作出靈活反應(yīng),這揭示了植物平衡養(yǎng)分利用與逆境適應(yīng)的分子機制,展示了其整合復合環(huán)境信號的精妙策略。
該研究的核心發(fā)現(xiàn):
脫落酸的反應(yīng)受到氮營養(yǎng)的嚴格調(diào)節(jié);
NRT1.1B 充當雙重受體,可競爭性結(jié)合脫落酸和硝酸鹽;
NRT1.1B-SPX4-NLP4 級聯(lián)反應(yīng)介導了從質(zhì)膜到細胞核的脫落酸信號傳導;
在不同植物物種中,NRT1.1B 整合了復合環(huán)境信號。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00816-5
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