硝酸盐调控根瘤形成的新机制

豆科植物可以形成根瘤并与根瘤菌建立共生关系，之后，根瘤菌将大气N 2 转化为可利用氮并供给宿主植物。然而，“A coin has two sides”，这种共生关系并不总是对植物有益。研究表明，由于这种共生关系的建立以及固氮过程都会消耗宿主植物的光合碳同化产物，因此过多的根瘤形成会对宿主植物生长发育产生负面影响。为了在根瘤共生过程中保持碳氮平衡，植物会根据土壤中氮素有效性调节根瘤共生过程，即在硝酸盐充足的条件下，植物会负调控根瘤共生的几个关键过程以减少光合碳同化产物的消耗 【1,2】 。

在模式豆科植物百脉根 （Lotus japonicus） 中的研究结果表明，两种NLP （NODULE INCEPTION (NIN)-LIKE PROTEIN） 转录因子 LjNLP4 和 LjNLP1可以在高硝酸盐条件下控制共生基因的表达，从而负调控植物结瘤过程 【3】 。尽管过去已经基本探明了植物调节结瘤发生的分子基础，但是目前关于植物响应高硝酸盐并负调节结瘤共生的信号调节机制仍不清楚。

近日，日本University of Tsukub的Takuya Suzaki研究组在The Plant Cell在线发表了题为Nitrate transport via NRT2.1 mediates NIN-LIKE PROTEIN-dependent suppression of root nodulation in Lotus japonicus的研究论文，揭示了硝酸盐转运蛋白LjNRT2.1通过LjNLP1依赖性方式调控硝酸盐控制的根瘤形成的机制。