兰州大学何凯课题组综述植物缓解铵毒害的机制

氮元素（Nitrogen, N）是影响植物生长发育的关键因素之一。硝酸根离子（NO3-）和铵根离子（NH4+）是植物利用的两大无机氮源，它们都被广泛应用于农业生产中。NH4+被植物吸收后，可直接参与氮同化，而NO3-需要经过耗能的还原过程才能被植物细胞利用。在农业生产中，氮肥常常被过量施用，然而超过一半的氮肥没有被植物利用，从而导致了一系列环境问题。与NO3-相比，施用NH4+时，这种现象较少发生。此外，NO3-的工业合成需要更多的成本，并且其爆炸性易导致安全问题。因此，NH4+似乎是植物的最佳氮源。然而，相比于NO3-，当NH4+作为唯一或主要氮源时，会对植物造成严重的毒害，称之为铵毒（ammonium toxicity）。铵毒害极大地限制了作物的产量和品质，不利于农业的可持续发展。因此，有效缓解铵毒性对于提高作物氮素利用率（Nitrogen Use Efficiency, NUE）、降低农业成本以及减少环境污染至关重要。研究发现，植物能够通过多种策略来缓解铵毒害。近年来，关于植物如何缓解铵毒害的研究取得了一系列重要的进展。

JIPB近日在线发表了兰州大学何凯课题组题为“The alleviation of ammonium toxicity in plants”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jipb.‍13467）。该论文全面综述了近年来植物缓解铵毒害方面的最近研究进展，分别从NH4+的跨膜转运、同化以及亚细胞区隔化调控、VTC1缓解铵毒、ROS清除机制、NO3-缓解铵毒、K+缓解铵毒以及激素缓解铵毒8个方面阐述了植物缓解铵毒害的多种策略及其分子机制。最后，该论文提出了缓解铵毒害、提高作物NUE的若干措施，为高氮素利用率农作物的培育和未来农业的可持续发展提供重要参考。

兰州大学何凯课题组长期致力于植物矿质营养方面的研究，首次揭示了SLAH3在氮钾平衡中的关键功能（Liu et al., 2023），发现了NRT1.1-SLAH3功能单元缓解铵毒害的分子机制（Xiao et al., 2022），阐明了SnRK1.1-SLAH3分子模块调控植物铵胁迫响应的分子机理（Sun et al., 2021）。

兰州大学肖成斌博士为该论文的第一作者，何凯教授为通讯作者，王锁民教授和博士生方园参与了该项工作。该论文得到了国家自然科学基金委、兰州大学植物细胞信号转导学科创新引智基地、中央高校基本科研业务费的支持。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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