植物演化出了多种适应策略，以优化对光和土壤资源的探索。最显著的适应性反应之一是根系的发育可塑性，这使植物能够有效地寻找在空间和时间上波动的养分池。
根毛是决定根系活性的重要组成部分，是促进水分和养分获取的重要形态特征。根毛是表皮细胞的延伸，可以有效地扩大根的表面积，促进土壤对水分和养分的探索。根毛发育始于细胞命运规范，它决定了表皮细胞是成为成毛细胞(毛原细胞)还是无毛细胞(无毛原细胞)。
“在我们的研究中，我们首先表明，氮缺乏强烈刺激模式物种拟南芥的根毛伸长，这种反应对低氮条件下的植物适应性至关重要，”IPK莱布尼茨研究所“生理和细胞生物学”系主任Nicolaus von wir
“然后我们整合转录组学、分子遗传学和细胞生物学方法，确定低氮诱导的根毛伸长建立在一个空间协调的生长素信号级联上，该信号级联通过表皮转录模块RHD6-LRL3进入根毛发育程序。”
信号级联包括三个阶段。低氮通过上调TAA1和YUCCA8酶，增加了根尖生长素的积累(步骤1，合成)。然后生长素通过转运蛋白AUX1和PIN2被引导到根毛分化区(第2步，运输)。生长素到达后，激活转录因子ARF6和ARF8，促进转录模块RHD6-LRL3, RHD6-LRL3局限于表皮，在低氮条件下控制根毛伸长(步骤3，信号传导)。
“总的来说，我们的研究结果表明，根毛伸长代表了一种额外的系统诱导的寻找反应策略，以探索土壤中的氮，随着氮缺乏变得更加严重，这种反应更具相关性，”该研究的第一作者贾中涛博士说。“这些发现为我们对低营养环境下根系寻找反应的理解增加了一个新的特征，并扩展了植物根系中激素调节的营养感知的机制框架。”
由于更丰富和更长的根毛是植物使根系与土壤养分接触的一种低成本策略，因此了解根毛的发育如何受到氮的调节，为开发具有更高氮吸收效率的作物提供了新的育种目标。
研究结果发表在《当代生物学》杂志上。
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希望本篇文章《生长素信号通路在根毛形成与氮吸收中的关键作用》能对你有所帮助！
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