廣東
近日，中國農業大學資源與環境學院張福鎖院士團隊賈中濤教授課題組在《Nature Plants》期刊上發表題為“A feedback regulatory loop by MAPK–CCA1 engages auxin signalling to stimulate root foraging for nitrate”的研究成果，該研究系統揭示了硝酸鹽（NO??）通過激活一條完整的MAPK信號級聯，并與生物鐘核心組分CCA1及生長素信號構成精密反饋環路，從而調控根系伸長的分子機制。中國農業大學博士后張瀟斐和博士生周善民為論文共同第一作者。中國農業大學資源與環境學院賈中濤教授為通訊作者，德國萊布尼茨植物遺傳與作物科學研究所（IPK）Nicolaus von Wirén院士為共同通訊作者。
研究人員基于側根長度表型開展全基因組關聯分析，定位到MAPKKK14（MEKK14）基因與側根長度顯著相關。其與同源基因MEKK13在側根發育階段組成型表達，且轉錄水平受硝酸鹽誘導，這一過程依賴于細胞內硝酸鹽受體NLP7。敲除MEKK13/14會顯著抑制細胞分裂與伸長，從而阻礙側根發育。
進一步研究表明，MEKK14激酶結構域第172位組氨酸（His）到谷氨酰胺（Gln）的突變會削弱其激酶活性，并降低側根伸長能力。硝酸鹽信號可快速激活MEKK13/14–MKK3–MPK1/2/7/14磷酸化級聯；敲除MKK3或MPK1/2/7/14同樣顯著抑制側根伸長，證實該級聯在信號傳導中的必要性。為深入解析MAPK下游機制，研究通過酵母雙雜交等技術發現MPK1/2/7/14與生物鐘核心組分CCA1互作。硝酸鹽信號通過上述MAPK級聯磷酸化并穩定CCA1蛋白。有趣的是，MEKK13/14的轉錄本身受硝酸鹽誘導且依賴CCA1，形成“磷酸化-轉錄”正反饋環路，實現信號放大。該環路如何具體調控側根生長？研究發現，生長素應答因子ARF5/6/7/8/19對硝酸鹽的響應在cca1突變體中顯著減弱。分子與遺傳證據表明，CCA1可直接激活 ARF6 與 ARF7，從而啟動生長素信號通路，最終促進側根伸長。
MAPK-CCA1信號反饋環路激活生長素信號促進側根伸長
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
