Пластид

Природные растения (2023)Цитировать эту статью

967 Доступов

6 Альтметрика

Подробности о метриках

Токсичность аммония, влияющая на метаболизм и развитие растений, является глобальной проблемой, препятствующей производству сельскохозяйственных культур. Примечательно, что рис (Oryza sativa L.) предпочитает аммоний в качестве основного источника азота на рисовых полях. Мы провели прямой генетический скрининг, чтобы расшифровать молекулярные механизмы, обеспечивающие толерантность риса к аммонию, и выявили у Рохана гиперчувствительность корней к аммонию из-за миссенс-мутации в гене, кодирующем аргининсукцинатлиазу (ASL). ASL локализуется в пластидах, и его экспрессия индуцируется аммонием. ASL облегчает удлинение корней, ингибируемое аммонием, путем преобразования избыточного глютамина в аргинин. Следовательно, аргинин приводит к накоплению ауксина в меристеме корня, тем самым стимулируя удлинение корня в условиях высокого содержания аммония. Кроме того, мы выявили естественные различия в аллеле ASL между подвидами japonica и indica, что объясняет их различную чувствительность корней к аммонию. Наконец, мы показываем, что экспрессия ASL положительно коррелирует с толерантностью корней к аммонию и что эффективность использования азота и урожайность могут быть улучшены с помощью подхода, основанного на повышении функциональности.

Это предварительный просмотр контента подписки, доступ через ваше учреждение.

Доступ к журналу Nature и 54 другим журналам Nature Portfolio.

Приобретите Nature+, нашу выгодную подписку с онлайн-доступом.

29,99 долларов США / 30 дней

отменить в любое время

Подпишитесь на этот журнал

Получите 12 цифровых выпусков и онлайн-доступ к статьям.

119,00 долларов США в год

всего $9,92 за выпуск

Возьмите напрокат или купите эту статью

Цены варьируются в зависимости от типа статьи

от$1,95

до $39,95

Цены могут зависеть от местных налогов, которые рассчитываются во время оформления заказа.

Необработанные наборы данных полногеномного секвенирования (WGS) и наборы данных РНК-секвенирования были депонированы в NCBI BioProject (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject) под номерами доступа PRJNA808438 и PRJNA808101. Наборы данных по широко целевой метаболомике хранятся в OMIX, Китайском центре биоинформации/Пекинском институте геномики Китайской академии наук под номером доступа OMIX004476 (https://ngdc.cncb.ac.cn/omix), а также доступны в дополнительной таблице 1. Исходные данные приведены в статье. Любые наборы данных, недоступные по ссылкам выше, можно запросить у соответствующего автора.

Сюй Г., Фан X. и Миллер А.Дж. Усвоение и эффективность использования азота растениями. Анну. Преподобный Плант Биол. 63, 153–182 (2012).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Бритто, Д.Т. и Кронцукер, Г.Дж. Токсичность NH4+ у высших растений: критический обзор. Дж. Физиол растений. 159, 567–584 (2002).

Статья в Академии CAS Google

Ли Б., Ли Г., Кронцукер Х.Дж., Балушка Ф. и Ши В. Аммонийный стресс у арабидопсиса: передача сигналов, генетические локусы и физиологические мишени. Тенденции растениеводства. 19, 107–114 (2014).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Барт К., Гаузд З.А., Стил Х.П. и Империо Р.М. Мутация GDP-маннозной пирофосфорилазы вызывает условную гиперчувствительность к аммонию, что приводит к ингибированию роста корней арабидопсиса, изменению метаболизма аммония и гормональному гомеостазу. Дж. Эксп. Бот. 61, 379–394 (2010).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Танака, Х. и др. Идентификация и характеристика AtNUDX9 Arabidopsis как GDP-d-маннозной пирофосфогидролазы: ее участие в ингибировании роста корней в ответ на аммоний. Дж. Эксп. Бот. 66, 5797–5808 (2015).

Статья CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ли, Б. и др. Пластида Arabidopsis AMOS1/EGY1 интегрирует передачу сигналов абсцизовой кислоты для регуляции глобальной реакции экспрессии генов на стресс аммония. Физиол растений. 160, 2040–2051 (2012).