根除植物如何控制氮的使用

对调节植物根系氮使用的基因和蛋白质控制系统的见解可以帮助开发需要较少氮肥来产生可接受产量的作物。东北大学的植物生物化学家Soichi Kojima及其同事在《植物科学前沿》杂志上的一篇文章中讨论了他们的发现和未来计划。

氮对植物来说是一种至关重要的营养素，以至于世界各地的农田上散布着大量的含氮肥料。这些肥料主要含有氮作为铵离子(NH4+)，氮最容易被植物根系吸收的化学形式。然而，土壤中过量的氮以及流入湖泊和河流的排水径流会导致严重的生态失衡，包括藻华使水脱氧并杀死鱼类和其他水生生物。

“现代农业研究的主要目标之一是开发可以健康生长的作物，而无需依赖过多的氮，”小岛说。他补充说，这一目标背后也有重要的经济和环境激励措施，并指出“目前需要来自大量化石燃料的能量将空气中的氮转化为肥料的铵态氮。

研究人员与小型开花植物thale cress(拟南芥)合作，这是一种用于植物科学实验室研究的常见物种。

“综上所述，我们的研究结果揭示了在遗传水平上，当植物在其根部使用氮肥时，调节机制在起作用，”小岛说。

该团队的下一步是确定他们在拟南芥中发现的过程是否被其他植物物种共享，特别是主要作物，如水稻和其他谷物。如果这一点得到证实，它可以为植物育种者和遗传学家开辟一条途径，以生产可能需要更少肥料的作物，同时仍然产生养活世界所需的产量。增强氨基酸制造酶的产生或活性可能是成功的关键。