近日,中國農業科學院油料作物研究所營養與耕作栽培創新團隊與福建農林大學合作,首次揭示了油菜根系缺氮脅迫適應性機制,為油菜氮效率的提升提供了重要的理論和途徑。相關研究結果在線發表在《植物生理學(Plant Physiology)》上。
油菜是我國重要的油料作物,也是需氮量較高的作物,對氮肥依賴性較強,實際生產中氮肥供給不足嚴重影響油菜的產量和品質。研究表明,根系結構的變化對植物在缺氮脅迫下的氮素獲取至關重要,但是目前對油菜根系適應缺氮的機制知之甚少。
團隊研究人員評估了缺氮條件油菜根系的動態變化,研究發現缺氮條件下油菜主根和側根均顯著變長、根系變軟、根尖分生區細胞數增加且伸長區細胞增大,表明缺氮脅迫下根系的生長可能是由細胞分裂和擴增的刺激引起。
該研究進一步分析了缺氮條件下根系蛋白組的變化,發現了細胞壁代謝、苯丙烷生物合成、過氧化物酶等相關蛋白的表達豐度在缺氮油菜根系中發生顯著變化,并利用轉基因擬南芥驗證了油菜細胞壁重構相關蛋白XTH31的功能,從而初步闡述了油菜根系適應缺氮脅迫的分子機制。
該研究得到了中國農科院科技創新工程和國家重點研發計劃等項目的資助。(通訊員 鄒仕喬)
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