近日，Plant Cell在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學植物生理學與生物化學國家重點實驗室武維華院士/王毅教授團隊題為“The transcription factor MYB59 regulates K+/NO3- translocation in the Arabidopsis response to low K+ stress”的研究論文。該研究揭示了擬南芥轉(zhuǎn)錄因子MYB59應答養(yǎng)分脅迫環(huán)境，并調(diào)控鉀和氮協(xié)同運輸?shù)姆肿訖C制。與此同時，Plant Cell編委還針對該研究內(nèi)容發(fā)表了題為“It's an uphill battle: The MYB59-NPF7.3 regulatory module and its role in nutrient transport”的專評。

　　鉀和氮是植物生長發(fā)育所必需的大量元素。在農(nóng)作物生產(chǎn)中，鉀和氮的供給水平直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。已有的研究報道顯示，植物可以協(xié)同吸收利用鉀和氮。長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐早已證明，按適當比例施用鉀肥和氮肥可以顯著提高肥料的吸收利用效率。然而，長久以來植物協(xié)同吸收利用鉀和氮的分子機制仍不清楚。

　　早期研究顯示，硝酸根轉(zhuǎn)運體NRT1.5特異在擬南芥根部木質(zhì)部周圍的薄壁細胞表達，NRT1.5負責將根細胞中的NO3-向木質(zhì)部裝載并向冠部運輸（Lin et al., 2008）。隨后，武維華/王毅團隊研究發(fā)現(xiàn)NRT1.5/NPF7.3/LKS2還具有K+轉(zhuǎn)運活性，同時負責將K+向木質(zhì)部裝載并向冠部運輸，因此NPF7.3作為鉀和氮協(xié)同運輸?shù)囊粋€重要組分（Li et al., 2017）。在此基礎上，本研究發(fā)現(xiàn)MYB59是NPF7.3重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，MYB59正向調(diào)節(jié)NPF7.3的轉(zhuǎn)錄，進而調(diào)控擬南芥中K+和NO3-從根部向冠部的協(xié)同運輸過程。當植物遭遇低鉀或低氮脅迫時，MYB59自身的轉(zhuǎn)錄水平和蛋白水平均被下調(diào)，NPF7.3的轉(zhuǎn)錄水平也隨之下調(diào)，從而減少K+和NO3-從根部向冠部的轉(zhuǎn)運，以維持根和冠之間的養(yǎng)分平衡。MYB59和NPF7.3這一轉(zhuǎn)錄調(diào)控通路在植物應對外界養(yǎng)分虧缺、調(diào)控鉀/氮協(xié)同轉(zhuǎn)運及根冠分配方面發(fā)揮了重要作用。

　　該研究由中國農(nóng)業(yè)大學武維華院士/王毅教授課題組、李繼剛教授課題組和德國明斯特大學Jörg Kudla教授課題組合作完成，中國農(nóng)業(yè)大學博士生杜心橋、王鳳柳為論文共同*作者，王毅教授為通訊作者。相關工作得到了國家自然科學基金委（NSFC）和德國科學基金會（DFG）的資助。

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