Advanced Science | 我室陈栩团队揭示大豆氮高效利用新机制,为高油大豆改良提供新思路

发布时间:2025年11月20日作者:

2025年11月18日,我室陈栩教授团队在国际著名学术期刊《先进科学》Advanced Science在线发表了题为Soybean auxin transporter PIN3 regulates nitrate acquisition to improve nitrogen use and seed traits(大豆生长素转运蛋白PIN3调节硝酸盐吸收以提高氮利用率和种子性状)的研究论文,报道了该团队在大豆氮利用效率的分子机制中取得的新进展。

研究揭示,高浓度硝酸盐可诱导大豆叶片PIN3 蛋白降解,抑制生长素外排,使胞内生长素水平升高,进而促进叶细胞扩张。更为重要的是,生长素积累激活生长素响应因子 ARF10 及光信号转录因子 STF3(HY5 同源蛋白),两者协同直接增强氮素转运蛋白 NPF2.13 的转录,从而显著提升大豆对硝酸盐的吸收与光合代谢效率。

为了评估氮素积累和光合作用的增强对大豆产量性状和种子品质的广泛农艺影响,我们设计了一系列田间试验。结果显示:PIN3a/b 双缺失突变体表现出“氮高效”表型;经两年四地(海南、福州、莆田、三明)田间试验均证实,该突变体在不减产的前提下,将籽粒含油量提高 2–3 个百分点。

本研究首次阐明PIN3 介导的生长素运输、硝酸盐吸收与光信号三者间的协同机制,拓展了植物氮营养信号调控网络。该发现不仅为培育高氮利用效率大豆提供了可直接应用的分子靶点,也为通过基因编辑等精准育种手段,在减少氮肥投入的同时实现高产优质奠定了基础,对推动农业节本增效、减排减污和绿色可持续发展具有重要战略意义。

福建农林大学农林生物安全全国重点实验室陈栩教授为该文章通讯作者,该研究得到农林生物安全全国重点实验室联合攻关项目(SKLJRP2505)等资助。