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Plant Cell:低磷胁迫下,NIGT1.2促进磷吸收、减少硝酸盐吸收

已有 2428 次阅读 2020-9-28 08:37 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

The Transcription Factor NIGT1.2 Modulates Both Phosphate Uptake and Nitrate Influx during Phosphate Starvation in Arabidopsis and Maize

第一作者Xue Wang

第一单位中国农业大学

通讯作者Yi-Fang Chen


 Abstract 


背景回顾Phosphorus and nitrogen are essential macronutrients for plant growth and crop production.


提出问题:During phosphate (Pi) starvation, plants enhanced Pi but reduced nitrate (NO3-) uptake capacity, and the mechanism is unclear.


主要发现:Here, we show that a GARP-type transcription factor NITRATE-INDUCIBLE, GARP-TYPE TRANSCRIPTIOANL REPRESSOR1.2 (NIGT1.2) coordinately modulates Pi and NO3- uptake in response to Pi starvation.


结果1-NIGT1.2过表达Overexpression of NIGT1.2 increased Pi uptake capacity but decreased NO3- uptake capacity in Arabidopsis thaliana.


结果2-双突:Furthermore, the nigt1.1 nigt1.2 double mutant displayed reduced Pi uptake, but enhanced NO3- uptake under low-Pi stress.


结果3-作用机理:During Pi starvation, NIGT1.2 directly up-regulated the transcription of the Pi transporter genes PHOSPHATE TRANSPORTER 1;1(PHT1;1) and PHOSPHATE TRANSPORTER 1;4 (PHT1;4), and down-regulated expression of NO3- transporter gene NITRATE TRANSPORTER 1.1 (NRT1.1), by binding to cis-element in their promoters.


结果4-上位性:Further genetic assays demonstrated that PHT1;1PHT1;4, and NRT1.1 were genetically epistatic to NIGT1.2.


结果5-玉米We also identified similar regulatory pathway in maize (Zea mays).


结论:These data demonstrate that the transcription factor NIGT1.2 plays a central role in modulating low-Pi-dependent uptake of Pi and NO3-, tending towards maintenance of the phosphorus to nitrogen balance in plants during Pi starvation.


 摘  要 


磷和氮对于植物生长和作物产量都是必需的大量营养元素。在磷饥饿过程中,植物会增强Pi的吸收能力,而减少硝酸盐NO3-的吸收能力,但具体的机制并不清楚。本文中,作者发现GARP型转录因子NIGT1.2响应于Pi饥饿,协调调控PiNO3-的吸收。拟南芥NIGT1.2过表达能够增强Pi的吸收能力,但降低NO3-的吸收能力。此外,nigt1.1 nigt1.2双突植株再低Pi胁迫下,对Pi的吸收能力下降,但是对NO3-的吸收能力增强。在Pi饥饿时,NIGT1.2能够通过结合靶基因启动子区的顺式元件,直接上调Pi转运基因PHT1;1PHT1;4的转录,并下调NO3-转运基因NRT1.1的表达。进一步的遗传实验显示PHT1;1PHT1;4NRT1.1对于NIGT1.2具有遗传上位性。作者在玉米中也有类似的发现。本文的研究揭示了转录因子NIGT1.2在低磷条件下PiNO3-的吸收过程中发挥至关重要的作用,在磷饥饿过程中趋向于维持磷(而非氮)的平衡。


 通讯作者 


**陈益芳**


个人简介:

1992-1996年,湖南师范大学,学士;

1998-2003年,中国农业大学,博士


研究方向:

植物磷营养高效的生理及分子机制


doi: 10.1105/tpc.20.00361


Journal: Plant Cell

First Published: September 21, 2020



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