LBD类转录因子通过不同的调控途径抑制局部和系统性氮响应

氮（N）是决定植物生长和生产力的主要因素。由于土壤中氮的有效性和植物体内对氮的需求会发生波动，植物进化出了复杂的机制，以在整株水平上协调氮的获取与利用。然而，这种协调如何实现仍知之甚少。在此，我们表明，在拟南芥中，受氮诱导的侧生器官边界结构域转录因子 LBD37、LBD38 和 LBD39（统称 LBDs）作为局部氮吸收与同化以及系统性氮需求信号传导的抑制因子发挥作用。缺失这三个 LBD 的三重突变体表现出增强的硝酸盐流入，以及硝酸盐、氨基酸和总氮积累的增加。转录组分析鉴定出一系列在地上部和根中解除抑制的缺氮诱导和硝酸盐诱导基因，其中包括羧基末端编码肽（C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE，CEP）和 CEP 下游（CEPD）基因，以及参与氮吸收与同化的基因。嫁接和遗传分析表明，LBDs 通过在器官自主水平上抑制 CEP 和 CEPD 的表达，从而控制系统性氮需求信号传递通路。我们还发现，LBDs 通过一种不同的调控机制在局部抑制参与氮吸收与同化的基因。我们提出，LBDs 是调控框架中的关键转录抑制因子，用于在整株水平上于波动的氮条件下优化氮的获取与利用。

氮（N）是决定植物生长和生产力的主要因素。由于土壤中氮的可利用性和植物体内的氮需求会发生波动，植物进化出了复杂的机制，以在整株水平上协调氮的获取与利用。然而，这种协调是如何实现的仍然知之甚少。在本研究中，我们表明，在氮诱导下表达的LATERAL ORGAN BOUNDARIES DOMAIN转录因子LBD37、LBD38和LBD39（LBDs）在拟南芥中作为局部氮吸收与同化以及系统性氮需求信号的抑制因子发挥作用。

缺失这三个LBD的三重突变体表现出增强的硝酸盐流入，并且硝酸盐、氨基酸和总氮的积累增加。转录组分析鉴定出一系列在茎和根中解除抑制的缺氮诱导基因和硝酸盐诱导基因，其中包括C-TERMINALLY ENCODED PEPTIDE（CEP）和CEP DOWNSTREAM（CEPD）基因，以及参与氮吸收与同化的基因。嫁接和遗传分析表明，LBDs通过在器官自主层面抑制CEP和CEPD的表达，对系统性氮需求信号传递通路进行门控。我们还发现，LBDs通过一种不同的调控机制在局部抑制参与氮吸收与同化的基因。我们提出，LBDs是一个调控框架中的关键转录抑制因子，该框架用于在整株水平上优化波动氮条件下的氮获取与利用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744662v1?rss=1

🏷️ 拟南芥 LBD转录因子 氮响应 系统性信号传导 硝酸盐吸收 CEP-CEPD通路