日本百脉根CLV1样受体HAR1在非共生条件下促进氮利用和生长。

豆科植物与固氮细菌建立互利共生关系，从而能够利用大气中的 N2。由于维持共生关系需要丰富的碳（C）源，豆科植物通过 CLAVATA1（CLV1）样受体在系统水平上调控根瘤数量，以平衡碳消耗与氮获取。在日本百脉根（Lotus japonicus）中，CLV1 样受体 HYPERNODULATION ABERRANT ROOT FORMATION1（HAR1）在地上部发挥作用以调控根部结瘤，并有助于共生过程中的碳/氮协调。这提示 HAR1 除了在共生结瘤过程中发挥作用外，还可能影响植物生长和氮利用。 在本研究中，我们表明，即使在非共生环境下，HAR1 也在调控氮利用以增强高硝酸盐供应条件下的生长方面发挥关键作用。与野生型不同，har1 突变体未能因硝酸盐供应增加而提高其生长。该生长响应的缺失与单位叶面积净生物量生产速率较低以及单位植物氮生物量生产能力下降有关。我们进一步发现，即使在低硝酸盐条件下，har1 叶片中对硝酸盐有响应的 TCA 循环相关有机酸含量也高于野生型叶片。由于 HAR1 突变并不影响光合性状，我们提出，HAR1 通过协调氮利用与初级代谢，在非共生条件下促进植物生长。

豆科植物与固氮细菌建立互利共生关系，这使其能够利用大气中的 N2。由于维持共生需要丰富的碳（C）源，豆科植物通过 CLAVATA1（CLV1）样受体对根瘤数量进行系统性调控，从而调节碳消耗与氮获取之间的平衡。在日本黄花苜蓿（Lotus japonicus）中，CLV1 样受体 HYPERNODULATION ABERRANT ROOT FORMATION1（HAR1）在地上部发挥作用以调控根部结瘤，并有助于共生过程中的 C/N 协调。这提示 HAR1 除了影响共生结瘤外，还可能影响植物生长和氮利用。

在本研究中，我们表明，即使在非共生环境下，HAR1 在高硝酸盐供应条件下调控氮利用以促进生长方面也发挥关键作用。与野生型不同，har1 突变体未能随硝酸盐供应增加而提高其生长。生长响应的缺失与单位叶面积净生物量生产速率较低以及单位植株氮的生物量生产能力降低有关。我们进一步发现，即使在低硝酸盐条件下，har1 叶片中对硝酸盐响应的三羧酸（TCA）循环相关有机酸含量也高于野生型叶片。由于 HAR1 突变并不影响光合性状，我们提出，HAR1 通过协调氮利用与初级代谢，在非共生条件下促进植物生长。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740878v1?rss=1

🏷️ 日本百脉根 HAR1受体 氮利用 硝酸盐响应 植物生长调控 初级代谢