近日，資環(huán)所農(nóng)業(yè)面源污染防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Environmental and Experimental Botany期刊（中科院2區(qū)TOP, IF=4.5）在線發(fā)表了題為“The role of the nitrate transporter NRT1.1 in plant iron homeostasis and toxicity on ammonium”的研究論文，揭示了NRT1.1基因在鐵調(diào)控銨態(tài)氮利用效率中的作用機(jī)制。

 

　　在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮（NH4+）是植物獲取無(wú)機(jī)態(tài)氮的主要來(lái)源，在吸收利用過(guò)程中，銨態(tài)氮所消耗的能量比硝態(tài)氮少，是許多植物更偏愛(ài)的氮源。此外，在高鹽環(huán)境下因硝化作用受限，銨態(tài)氮成為植物主要無(wú)機(jī)氮源，但銨態(tài)氮對(duì)植物細(xì)胞具有一定毒害作用，被視作限制植物高效利用銨態(tài)氮的重要因素之一。如何發(fā)揮銨態(tài)氮優(yōu)勢(shì)，同時(shí)減少負(fù)面影響，是銨態(tài)氮養(yǎng)分高效利用的重要問(wèn)題。

 

　　有研究表明銨毒害與植物鐵穩(wěn)態(tài)的破壞有關(guān)，但是缺少相關(guān)基因作用機(jī)理的證明。該研究運(yùn)用RNA測(cè)序分析和逆轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈反應(yīng)（RT-qPCR），發(fā)現(xiàn)在鐵充足的植株中，硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1.1（NRT1.1）對(duì)銨態(tài)氮的供應(yīng)具有特異性誘導(dǎo)表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在硝酸根（NO??）供應(yīng)條件下，NRT1.1會(huì)拮抗銨依賴的鐵積累，組成型表達(dá)NRT1.1不僅促進(jìn)了硝酸根的吸收，還通過(guò)提高根際pH減少了銨態(tài)氮依賴的鐵積累，進(jìn)而減輕了銨態(tài)氮的毒害特征。該研究結(jié)果揭示了NRT1.1介導(dǎo)途徑與植物鐵穩(wěn)態(tài)之間的機(jī)制聯(lián)系，為提高植物對(duì)銨態(tài)氮的耐受性和利用效率提供了新線索。

 

　　養(yǎng)分資源高效利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、資環(huán)所李光杰研究員為論文的第一作者，資環(huán)所李彥研究員、王艷芹研究員，嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)院陳貴副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了泰山學(xué)者工程（tsqn202312287）、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（SDAIT-30-01）、國(guó)家自然科學(xué)基金（32372813）等項(xiàng)目資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2025.106112