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Xin-Qiao Du, Feng-Liu Wang, Hong Li, Si Jing, Miao Yu, Jigang Li, Wei-Hua Wu, Jörg Kudla, and Yi Wang* (2019) The Transcription Factor MYB59 Regulates K+/NO3- Translocation in the Arabidopsis Response to Low K+ Stress. Plant Cell. Doi: 31: 699–714
Source:Skppb    Updated:2019-5-30 14:15:06    ClickNum:291

Xin-Qiao Du, Feng-Liu Wang, Hong Li, Si Jing, Miao Yu, Jigang Li, Wei-Hua Wu, Jörg Kudla, and Yi Wang* (2019) The Transcription Factor MYB59 Regulates K+/NO3- Translocation in the Arabidopsis Response to Low K+ Stress. Plant Cell. Doi: 31: 699–714

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钾和氮是植物生长发育所必需的大量元素。在农作物生产中,钾和氮的供给水平直接影响农作物的产量和品质。已有的研究报道显示,植物可以协同吸收利用钾和氮。长期的农业生产实践早已证明,按适当比例施用钾肥和氮肥可以显著提高肥料的吸收利用效率。然而,长久以来植物协同吸收利用钾和氮的分子机制仍不清楚。

早期研究显示,硝酸根转运体NRT1.5特异在拟南芥根部木质部周围的薄壁细胞表达,NRT1.5负责将根细胞中的NO3-向木质部装载并向冠部运输(Lin et al., 2008)。随后,武维华/王毅团队研究发现NRT1.5/NPF7.3/LKS2还具有K+转运活性,同时负责将K+向木质部装载并向冠部运输,因此NPF7.3作为钾和氮协同运输的一个重要组分(Li et al., 2017)。在此基础上,本研究发现MYB59是NPF7.3重要的转录调节因子,MYB59正向调节NPF7.3的转录,进而调控拟南芥中K+和NO3-从根部向冠部的协同运输过程。当植物遭遇低钾或低氮胁迫时,MYB59自身的转录水平和蛋白水平均被下调,NPF7.3的转录水平也随之下调,从而减少K+和NO3-从根部向冠部的转运,以维持根和冠之间的养分平衡。MYB59和NPF7.3这一转录调控通路在植物应对外界养分亏缺、调控钾/氮协同转运及根冠分配方面发挥了重要作用。Plant Cell编委针对该研究内容发表了题为“It's an uphill battle: The MYB59-NPF7.3 regulatory module and its role in nutrient transport”的专评。
 

                               MYB59响应养分胁迫并调控NPF7.3/NRT1.5转录的分子机制模型

该研究由中国农业大学武维华院士/王毅教授课题组、李继刚教授课题组和德国明斯特大学Jörg Kudla教授课题组合作完成,中国农业大学博士生杜心桥、王凤柳为论文共同第一作者,王毅教授为通讯作者。相关工作得到了国家自然科学基金委(NSFC)和德国科学基金会(DFG)的资助。

文章链接:
http://www.plantcell.org/content/31/3/699
http://www.plantcell.org/content/31/3/561

参考文献:
Lin, S.H., Kuo, H.F., Canivenc, G., Lin, C.S., Lepetit, M., Hsu, P.K., Tillard, P., Lin, H.L., Wang, Y.Y., Tsai, C.B., Gojon, A., and Tsay, Y.F. (2008). Mutation of the Arabidopsis NRT1.5 nitrate transporter causes defective root-to-shoot nitrate transport. Plant Cell 20: 2514-2528.

Li, H., Yu, M., Du, X.Q., Wang, Z.F., Wu, W.H., Quintero, F.J., Jin, X.H., Li, H.D., and Wang, Y. (2017). NRT1.5/NPF7.3 functions as a proton-coupled H+/K+ antiporter for K+ loading into the xylem in Arabidopsis. Plant Cell 29: 2016-2026.