华盛顿州立大学农学院作物和土壤科学系 associate professor Karen Sanguinet带领的团队,在模式植物中发现了一个名为“BUZZ”的基因,该基因可以促进根系生长,增加根毛密度。根毛是植物吸收水分营养的重要结构。这项发现发表在植物学顶级期刊《新植物学家》。
研究发现,BUZZ基因可以根据周围土壤中的硝酸盐浓度,调控根系的生长速率和侧根发育。当土壤中含氮量高时,BUZZ基因表达上调,根系显现出“觅食”特征,以便植物更好地获取土壤中的氮素。
硝酸盐径流和作物氮肥利用效率是当前农业面临的主要问题。BUZZ基因的发现,有助于揭示植物对硝酸盐吸收和信号转导的遗传机制,从而提高作物的氮肥利用效率,实现更加可持续的农业生产。
由于BUZZ基因在禾本科作物中的功能高度保守,该研究对小麦、水稻、玉米、大麦等主要粮食作物具有重要意义。接下来,研究团队将进一步探究BUZZ基因在作物中的作用机制,以期能应用到粮食作物的培育中,提高其对硝酸盐的吸收利用效率。
这项发现表明,基础研究可以为应用研究奠定基础。Karen Sanguinet教授表示,他们希望让更多人认识到基础研究的重要性。华盛顿州立大学的这项研究,揭示了一个全新的植物对氮素响应的分子机制,为未来相关应用研究提供了良好的起点。研究团队也将继续推进这项工作,为提高作物产量和质量而努力。
More information: Thiel A. Lehman et al, BUZZ: an essential gene for postinitiation root hair growth and a mediator of root architecture in Brachypodium distachyon, New Phytologist (2023). DOI: 10.1111/nph.19079
Journal information: New Phytologist
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