近日，上海交大农业与生物学院单细胞研究中心左开井课题组在知名杂志Plant Physiology上发表了题为 “CALMODULIN-LIKE 38 and PEP1 RECEPTOR 2 integrate nitrate and brassinosteroid signals to regulate root growth” 的研究论文。该研究发现，CML38和PEPR2两个蛋白共同整合氮素与油菜素内酯信号转导过程，协同调控根系发育，防止植物中N资源的快速消耗从而提高植物中氮素资源的合理利用。
氮素（N）是决定作物生长发育的主要营养因子，增施氮肥是提高农作物产量简单、有效的方式。但是，由于农作物对氮肥的吸收利用率较低，近年来氮肥的过量施用造成一系列环境污染问题。发掘氮素高效基因并开展作物新品种选育，对于减少氮肥施用提高农作物的产量，缓解氮肥过度使用的环境污染具有重要意义。
研究发现，拟南芥中类钙调蛋白CML38与小肽受体蛋白PEPR2相互作用，受硝酸盐信号诱导，负调控硝酸盐信号途径相关基因表达，抑制硝酸盐同化途径；同时，CML38与PEPR2相互作用正向调控BR信号途径传递，有利于增加BES1的去磷酸化水平。CML38与PEPR2在低氮信号条件下，如同2个正-负向精细开关，既可以促进在低氮条件下根系发育寻找土壤中新的氮源，又可以抑制根系过快生长防止氮素快速消耗，实现根系生长-氮素利用的动态平衡。
该研究结论为深入研究氮信号网络、发掘氮高效的调控因子提供理论依据，进而为提高农作物产量提供重要的研究方向。
上海交通大学博士生宋晓云为论文第一作者，左开井教授为通讯作者。该研究得到转基因专项（016AA08005-003, 2019AA08009-010）、生农交叉基金等项目资助。
