南方財經記者張夢琦 實習生李雪瑤 昝金玉廣州報道
近日，華南農業大學（下稱“華農”）農學院教授儲成才、胡斌團隊在國際頂級期刊《細胞》（Cell）在線發表最新研究論文，揭開了植物應對復雜環境的“智慧”：植物體內有一種叫NRT1.1B的蛋白，就像一個“智能開關”，能同時“感知”土壤中的氮營養狀態和干旱等逆境信號，并根據環境變化指揮植物做出最優選擇，幫助植物適應復雜環境。
適應復雜環境是植物生存、農作物穩產的核心問題，而搞清楚植物如何“整合”各種環境信號，是解決這個問題的關鍵。當前，現有研究主要關注植物對單一信號的感知與應答，而對復雜環境中的多種信號整合尚無系統認知。
NRT1.1B是傳統意義上的細胞膜硝酸鹽受體。華農研究團隊發現，其可以作為植物逆境激素脫落酸（Abscisic Acid，ABA）受體，介導硝酸鹽與ABA信號的感知與整合。
此次發現有兩個重要突破：一是證實了ABA膜受體的存在，打破了“植物主要靠細胞內受體感知ABA”的傳統認知；二是揭示了植物如何平衡“養分利用”與“抵抗逆境”的分子機制，為將來培育出既能高效利用氮元素、又能耐干旱的作物新品種——它們不需要太多化肥也能在逆境中高產，提供了理論支撐，有助于推動“減肥節水”綠色農業的發展。
在自然界中，土壤養分的有效含量通常較低，但當前多數有關植物逆境生物學和ABA信號的研究，多在營養過剩的培養條件下開展。
而華農研究團隊發現，在低硝酸鹽環境下，水稻對生理濃度ABA的轉錄響應十分劇烈；在高硝酸鹽環境下，這種轉錄響應則受到顯著抑制，ABA激活基因數不足低硝酸鹽條件下的30%，且受誘導基因的上調程度也顯著低于硝酸鹽條件。
簡言之，低硝酸鹽條件下，可觸發更為活躍的ABA響應，這也暗示植物體內存在能夠整合氮營養狀態和ABA信號的分子機制，植物能根據氮營養的狀態，調整對逆境的“敏感度”。
有意思的是，硝酸鹽受體NRT1.1B對ABA表現出明顯更強的親和力。同時，ABA可促進NRT1.1B與抑制蛋白SPX4在細胞膜上發生互作，使得SPX4束縛的轉錄因子NLP4得以釋放而進入細胞核內，激活核內的ABA轉錄響應。因此，該研究揭示了NRT1.1B-SPX4-NLP4共同介導的從細胞膜感知到細胞核轉錄應答的完整ABA信號通路。
此外，ABA和硝酸鹽可競爭結合NRT1.1B，因此賦予植物在不同氮營養狀態下產生靈活的ABA應答反應，從而整合不同環境信號，展示出植物整合復雜環境信號的精妙調控策略。
團隊還發現，NRT1.1感知ABA信號是植物界中普遍存在的機制，也進一步證明了NRT1.1在植物長期適應自然環境過程中，對平衡養分利用與逆境抗性的重要作用。
該研究論文題為《NRT1.1B作為植物ABA受體整合復雜環境信號》（NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants）。
本文鏈接：植物有逆境感知？華農團隊 Cell 論文揭秘其 “智能開關”http://www.sq15.cn/show-1-48255-0.html
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