硝酸盐如何克服植物激素抑制以促进种子发芽

脱落酸（ABA）是一种关键的环境反应激素，强烈抑制种子发芽，并在这一过程中起着核心调节作用。虽然在破译ABA介导的发芽抑制的分子机制方面取得了重大进展，但ABA信号传导和种子发芽调控在特定环境条件下的潜在特异性仍不清楚

在《植物细胞》杂志上发表的一项研究中，来自中国科学院西双版纳热带植物园（CAS）、CAS中国科学技术大学和湖南大学的研究人员揭示了硝酸盐如何对抗ABA-介导的对拟南芥（Arabidopsis thaliana）种子发芽的抑制，并发现了硝酸盐信号与通过关键转录调节因子介导的ABA途径之间的拮抗关系

研究人员通过基因表达分析和生化实验研究了硝酸盐通过类宁蛋白8（NLP 8）促进种子发芽的机制。他们分析了在不同硝酸盐浓度下培养的拟南芥种子中NLP8基因的表达，并检测了与ABA信号传导相关的下游基因的表达水平。他们还观察了不同处理对种子发芽率和发芽时间的影响

结果表明，外源施用硝酸钾和ABA时，硝酸盐部分缓解了ABA诱导的种子发芽延迟。硝酸盐信号中枢NLP8与ABA途径调节因子ABI3和ABI5发生物理相互作用并抑制其活性。氮化合物在不改变ABA水平的情况下减轻了发芽过程中的ABA反应

值得注意的是，NLP8过表达被证明可以抑制一氧化氮途径受损的突变体中的ABA超敏反应，这表明在胁迫条件下提高种子活力的潜在应用

“我们的研究表明，NLP8-ABI3/ABI5模块是平衡环境养分可用性和发育抑制机制的分子支点。它为制定在次优环境中加强作物种植的策略提供了见解，”该研究的通讯作者胡艳如教授说 More information: Zhichong Huang et al, Nitrate attenuates abscisic acid signaling via NIN-LIKE PROTEIN8 in Arabidopsis seed germination, The Plant Cell (2025). DOI: 10.1093/plcell/koaf046

Journal information: Plant Cell