硝酸鹽是植物吸收利用的主要氮源，也是調控植物的生長發育的重要信號分子。豆科植物不僅能吸收土壤中的氮素，還可通過與根瘤菌共生固氮獲取氮營養。但是，共生固氮需要耗費大量植物能量，當土壤氮素較高時，氮會作為信號分子影響共生固氮基因的功能，從而抑制根瘤的形成及固氮能力。此前研究發現，蒺藜苜蓿中RWP-RK類轉錄因子MtNLP1，是硝態氮抑制結瘤的關鍵組分，其通過調控局部和系統性途徑抑制根瘤的形成。特別是，MtNLP1的轉錄水平受硝酸鹽影響小，但硝酸鹽調控NLP1蛋白的核質穿梭，暗示著該蛋白可能存在蛋白翻譯后修飾。
近日，中國科學院分子植物科學卓越創新中心團隊，揭示了轉錄因子NLP1的蛋白翻譯后修飾SUMO化在硝酸鹽信號轉導和調控共生固氮的分子機制。
研究顯示，硝酸鹽可誘導轉錄因子MtNLP1的SUMO化修飾，該修飾對其生物學功能至關重要。SUMO保守位點的突變，影響MtNLP1轉錄激活能力，減弱與自身或與MtNIN的相互作用，從而削弱硝酸鹽介導的根瘤抑制作用。研究進一步發現，SUMO化體系成員之間兩兩互作，同時參與調控共生固氮和硝酸鹽抑制結瘤這兩個過程，表明SUMO化修飾在共生固氮中具有更廣泛的作用。蛋白序列分析發現，保守的SUMO化修飾位點在NLP家族中廣泛存在；將非豆科植物擬南芥中的轉錄因子AtNLP7 SUMO化保守位點突變后，無法回補Atnlp7-1突變體的表型，表明SUMO化修飾可能是轉錄因子NLP蛋白家族中保守的調控機制。
這一研究解析了MtNLP1的SUMO化修飾調控硝酸鹽抑制共生結瘤的分子機制，揭示了SUMO化修飾對NLP蛋白活性的調控及其在硝酸鹽信號轉導和共生固氮中的作用機理，為闡明硝酸鹽調控結瘤的分子機制提供了新的研究思路。
相關研究成果在線發表在《美國國家科學院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導科技專項等的支持。
廣東省科學院測試分析研究所（中國廣州分析測試中心）光電功能材料與器件研究團隊成暉副研究員聯合廣州大學、安陽工學院等單位，提出光誘導工作態電子富集策略，成功構筑銅誘導電子重構金界面，實現了硝酸鹽向惰性氮......
硝酸鹽電還原反應合成氨是新興的可持續綠氨制備路徑，但其復雜的多步反應機制及與析氫反應的激烈競爭，導致反應效率與選擇性難以兼顧。從技術經濟性角度考量，亟需開發成本更低、活性更高的電催化劑材料。近日，中國......
硝酸鹽是植物吸收利用的主要氮源，也是調控植物的生長發育的重要信號分子。豆科植物不僅能吸收土壤中的氮素，還可通過與根瘤菌共生固氮獲取氮營養。但是，共生固氮需要耗費大量植物能量，當土壤氮素較高時，氮會作為......
硝酸鹽是植物吸收利用的主要氮源，也是調控植物的生長發育的重要信號分子。豆科植物不僅能吸收土壤中的氮素，還可通過與根瘤菌共生固氮獲取氮營養。但是，共生固氮需要耗費大量植物能量，當土壤氮素較高時，氮會作為......
農田面源污染管理需要綜合考慮土壤氮素的累積和滯后時間，以應對不同氣候條件下水體污染的風險。華北農業過量施肥以及污水排放等造成土壤氮素累積的問題較為突出，在極端降水等特定水文條件下土壤累積氮素進入地表水......
近日，廣東省科學院生態環境與土壤研究所研究員劉同旭團隊在國家自然科學基金等項目的資助下，研究發現鐵礦物助力硝酸鹽還原亞鐵氧化[Nitrate-reducingFe(II)oxidation；NRFO]......
近日，我所催化基礎國家重點實驗室碳基資源電催化轉化研究組（523組）在電化學合成氨方面取得新進展，發展了一種一體化的無定形/晶型雙相銅泡沫電極，并通過穩定催化劑中亞穩態的無定形結構，實現了安培級電流密......
記者9月8日從哈爾濱工業大學（深圳）獲悉，該校理學院教授何思斯與副教授周佳課題組在硝酸鹽電催化轉化領域取得突破性成果，設計出一種在廢水中利用及高效轉化硝酸鹽為氨的高效電催化劑，為廢水處理和低碳能源生產......
科技日報訊（記者張夢然）新一期《自然·催化》發表的一篇論文，科學家報告了一種電化學方法，能將含硝酸鹽的廢水轉化成氨和凈化水。氨是世界上產量最大的化學品之一，其作為化肥等物質的全球年需求量達到1.8億噸......
去除過量的氮，對于富營養化湖泊的生態恢復至關重要。湖泊中由微生物介導的硝酸鹽異化還原過程是脫氮的重要機制。湖泊生態系統面臨著復雜而嚴峻的外來沉水植物入侵風險和微塑料污染。入侵沉水植物在根系分泌有機物、......