日本筑波大學生命環境系、農業食品產業技術綜合研究機構等團隊以百脈根作為豆科植物模型，發現硝酸鹽轉運蛋白LjNRT2.1對硝酸鹽抑制根瘤共生機制起介導作用，該研究成果于近期發表在《The Plant Cell》，題為“Nitrate transport via NRT2.1 mediates NIN-LIKE PROTEIN-dependent suppression of root nodulation in Lotus japonicus”。

前期研究表明，在氮素匱乏的土壤環境中，豆科植物通過與根瘤菌建立共生關系，將空氣中的氮轉化為生長發育所需的肥料以獲得生存。而在含有硝酸等氮素營養豐富的土壤中，豆科植物會抑制根瘤共生，選擇直接吸收土壤中的氮。

科研人員分離出新型突變體（nrsym3變體），通過對植物模型根部給予硝酸鹽，分析LjNRT2.1基因表達的變化，探索LjNRT2.1如何協調參與硝酸鹽抑制根瘤共生的過程，并構建了模型圖。模型圖顯示，當豆科植物接收到高濃度硝酸鹽信號時，在LjNLP1轉錄因子的作用下，LjNRT2.1基因表達增強，硝酸鹽通過LjNRT2.1流入到細胞內，使LjNLP4轉錄因子向細胞核移動，從而調控根瘤形成關聯基因的表達。

此研究成果揭示了LjNRT2.1在硝酸鹽抑制根瘤共生過程中的作用，展示了豆科植物依據外部環境變化切換氮營養來源這一獨特的生存策略，有利于提高豆科作物肥料管理效率，推動農業可持續發展。

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 https://www.jst.go.jp/pr/announce/20220212/index.html

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