小麦TaNR1.2基因

低红光下氮同化调节

在低红光/远红光条件下，通过上调TaNR1.2表达可恢复硝酸还原酶活性，缓解小麦氮同化抑制。

Lei, Kangqi · Hu, Hang · Sun, Chuanjiao · 高强 · 姜东 · 曹卫星 · 田中伟 · Dai, Tingbo Bod

Plant Physiology and Biochemistry 2023

技术优势

找到光抑制氮同化的开关

低R/FR下转录因子TaPIL5被快速诱导，进而抑制TaNR1.2表达，导致硝酸还原酶蛋白水平下降、氮同化受阻。这一因果链为精准调控提供了分子靶点。

硝酸还原酶是最敏感的靶点

低R/FR下叶片硝酸还原酶活性明显下降，而谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶等活性变化较小，说明NR是光信号首要抑制的氮同化酶，恢复其活性即可缓解抑制。

提供明确的基因操作目标

低R/FR下TaNR1.2表达下调先于根系硝酸盐转运蛋白基因，且NR蛋白水平随之降低。过表达TaNR1.2或抑制TaPIL5有望在不改变光照条件下维持氮同化。

应用场景

• 小麦氮高效育种：筛选或编辑TaNR1.2高表达株系，提高低R/FR下氮同化效率。
• 作物光环境调控：通过调整田间冠层光质，减少TaPIL5对TaNR1.2的抑制。
• 植物工厂光照管理：优化红光/远红光配比，避免TaNR1.2下调导致的氮利用损失。