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硝酸盐转运蛋白NRT2在植物中的功能及分子机制研究进展
植物学报
2023, 58 (5):
783-798.
DOI: 10.11983/CBB22134
氮素作为植物生长发育所需的大量元素, 对植物生长发育及作物产量具有重要作用。施入氮肥是植物及作物的主要氮素来源。面对当下过度施肥造成面源污染加剧的现状, 提高作物氮素利用效率, 实现“减肥增产”的绿色增产增效模式, 是促进我国农业可持续发展及保障国家粮食安全的重要措施。当土壤氮匮缺时, 硝酸盐转运蛋白NRT2家族成员对根系吸收及转运硝酸盐至关重要, 其中NRT2.1在植物缺氮时主要负责根部的硝酸根吸收。该文重点总结了模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)及重要粮油作物中NRT2家族蛋白特别是NRT2.1的功能及调控机理研究进展, 旨在为后续挖掘NRT2在提高作物产量方面的潜力及分子调控机制研究提供重要依据。
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图1
NRT2家族蛋白对拟南芥、水稻和百脉根氮吸收与转运及其它生物学过程的调控作用
蓝色线条表示已经明确具有氮吸收及转运功能的NRT2家族成员; 棕色线条表示硝酸根吸收及转运; 蓝色虚线代表功能尚不明确; 紫色线条指示目前在拟南芥、水稻及百脉根中NRT2蛋白参与调控的其它生物学过程。
正文中引用本图/表的段落
我们总结了目前研究中已经明确功能的NRT2家族成员(图1)。在模式植物拟南芥中对NRT2家族成员在氮吸收及转运过程中的功能进行了系统研究, 所取得的成果对其它植物特别是作物中的研究具有指导和借鉴意义。此外, 目前也逐渐关注到NRT2蛋白因其保守的硝酸根转运功能可能影响其它生物学过程(包括植物的抗病反应等)。相比而言, 水稻中的研究则是在分析NRT2同源蛋白保守功能的基础上, 更加关注NRT2在这一重要粮食作物的生长发育及产量品质相关性状上的贡献, 相关发现对水稻产量及品质提升具有重要意义。尽管在豆科植物百脉根中已经开始对NRT2蛋白功能进行探究, 但与对拟南芥及水稻的研究相比进展较为缓慢。
本文的其它图/表
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