植物能够使根部结构适应土壤变化是至关重要的。如果稍微缺乏氮，许多植物会拉长它们的侧根。激素生长素在根的形成中起重要作用。当氮供应充足时，足够的生长素从枝条输送到根部以供它们生长。“然而，如果中度缺乏氮，枝条来源的生长素不足以适应，因此根尖的局部生长素生物合成会大大增强，”该系主任 Nicolaus von Wirén 教授解释说。 IPK 莱布尼茨研究所的生理学和细胞生物学。
但这不仅仅是关于生长素，油菜素类固醇在这个过程中也有重要作用。在轻度氮缺乏的情况下，它们会在更大程度上合成，并作为促进生长的信号传递。“反过来，该信号对于诱导根中的两个基因 TAA1 和 YUCCA8 是必要的，”该研究的第一作者贾中涛博士解释说。“因此，根据各自的氮需求控制和调节生长素的形成。最终，侧根的伸长率以这种方式增加。”
“在我们的研究中，我们因此发现了一个激素调节模块。新的是我们可以按等级顺序排列激素，即油菜素类固醇在这个过程中位于生长素的上游，”Nicolaus von Wirén 教授说。但不仅如此：IPK 科学家在研究模式植物拟南芥时还发现了 YUCCA 基因的等位基因变异。“这些与这样一个事实有关，即在轻度缺氮条件下生长时，某些天然种质(某些地理起源的系)显示出比其他种质更强的侧根伸长率。”
下一个挑战是将这些发现用于作物植物的进一步遗传改良——例如通过开发遗传标记或使用 CRISPR/Cas 技术进行基因编辑。“我们还预计我们基因库中大麦或小麦种质的各个品系之间存在这种差异，”Nicolaus von Wirén 博士教授说。此外，IPK 研究人员希望研究植物如何测量其内部氮营养状况以及哪些因素可能在油菜素类固醇发挥作用之前在根伸长过程中发挥作用的问题。
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