利用机器人技术、计算机和高级遗传学，加利福尼亚大学戴维斯分校和冷泉港实验室的研究人员正在解开植物根是如何吸收和代谢氮的，氮是植物生长和作物产量的关键。他们最新的研究成果发表在10月24日的《自然》杂志上。

加州大学戴维斯分校植物生物学副教授、论文高级作者Siobhan Brady说：“氮代谢对植物生长极其重要。”一百多年前，氮肥的发明使农业生产率得以大幅提高，养活了数十亿人。但同时，过量的农药流到土壤、水道和海洋中也有许多负面影响。

通过理解控制植物吸收和利用氮的基因，像布雷迪这样的科学家希望给植物育种者提供工具，以便产生需要较少肥料或更好地利用氮的农作物品种。

布雷迪说：“我们知道与氮同化和转运有关的基因，但我们并不完全理解氮代谢的调节方式。”

此外，这些调节基因中的大多数，称为转录因子，因为它们控制着其他基因的转录（或活性），已经在茎、枝和叶中被鉴定出来，但在根中鉴定出的并不多，因为氮实际上从土壤进入植物。

Brady的实验室致力于探索植物根系如何生长和生长的基因网络。由于氮对植物如此重要，研究生艾莉森·高迪尼埃和布雷迪假定氮代谢的转录因子也与其他重要过程有关。

Gaudinier使用机器人一次从成百上千个基因筛选转录因子，将它们组装成一个网络。冷泉港实验室的副教授Doreen Ware和同事使用计算方法来预测网络中哪些基因最重要。UC Davis团队可以研究这些基因在植物中的作用。

Brady说，“结果确立了一组关键的基因，这些基因在氮代谢中起着关键作用。如果我们想培育氮高效植物，我们需要看看这些基因，”她说。这将为大量的研究打开大门。”

Gene network lets plant roots handle nitrogen

https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181024131450.htm

1. Allison Gaudinier, Joel Rodriguez-Medina, Lifang Zhang, Andrew Olson, Christophe Liseron-Monfils, Anne-Maarit Bågman, Jessica Foret, Shane Abbitt, Michelle Tang, Baohua Li, Daniel E. Runcie, Daniel J. Kliebenstein, Bo Shen, Mary J. Frank, Doreen Ware, Siobhan M. Brady. Transcriptional regulation of nitrogen-associated metabolism and growth. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0656-3