南方粮油作物协同创新中心团队在国际顶级杂志Plant Physiology发文阐述稻油轮作养分高效利用机理(图)
时间:
2016/01/13
作者:张振华
来源:南方粮油作物协同创新中心
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图1 NO3-短途分配对长途转运的调控机理。红色箭头表示具体的调控途径。NO3-短途分配表示NO3-在液泡和细胞质间的分配,NO3-的长途转运表示NO3-在作物地上、地下部分的转运。
本网讯(南方粮油作物协同创新中心 张振华)铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)是作物氮素吸收利用的主要形态,旱作作物NO3- 的累积与利用是氮素营养研究的主要组成部分;因此,理解作物NO3-的转运和利用,关系到作物体内NO3-含量和氮素利用效率(nitrogen utilization efficiency, NUE)高低的问题。液泡NO3-不能被作物直接利用,只有分配到液泡外细胞质中的NO3-才能被作物迅速代谢和利用;同时有更大比例的NO3-分配到地上部分,使得作物可以充分的利用太阳光能进行NO3-代谢和能量转换,从而提高了作物的NUE。
南方粮油作物协同创新中心团队研究结果如图1所示,稻油轮作条件下,氮高效型油菜品种之所以具有更高的NUE是因为氮高效型油菜品种根系中液泡NO3-储存能力降低,因而促进NO3-了从地下部向地上部的转运。具体表现为:氮高效作物根系中液泡膜质子泵和氯离子通道蛋白(CLCa)的活性降低,从而有更低比例的NO3-累积到液泡中,有更高比例的NO3-分配到细胞质中,继而诱导根部NRT1.5的表达,同时抑制NRT1.8的表达,最终导致更大比例的NO3-装载到木质部汁液中运输到油菜的地上部分。这是稻油轮作条件下氮高效型油菜品种基因型拥有更高NUE的重要原因之一。
该项研究成果于2016年1月12日在线发表于Plant Physiology杂志(Doi:http://dx.doi.org/10.1104/pp.15.01377),文章链接:http://www.plantphysiol.org/content/early/ 2016/01/12/pp.15.01377.full.pdf+html。
中心PI张振华博士为文章通讯作者,创新团队宋海星教授、韩永亮博士为该文章的共同第一作者,官春云院士为文章共同作者。该项研究得到了南方粮油作物协同创新中心、自然科学基金委和湖南农业大学的资助。
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