Исследования Университета Нагоя теперь показали, что полипептиды, специфичные для флоэмы (цепи аминокислот), активируются в ответ на сигнал CEP и включают экспрессию гена-переносчика нитратов только тогда, когда нитраты присутствуют в почве, непосредственно окружающей корень. Об исследовании сообщили в Nature Plants.Чтобы идентифицировать ген (ы), которые включаются при активации рецептора CEP, исследователи провели скрининг генетических кандидатов, которые были сильно активированы после обработки модельного растения Arabidopsis с помощью CEP.
Было обнаружено, что два гена, соответствующие этому описанию и также регулируемые азотным статусом корней, кодируют полипептиды, которые команда назвала CEPD1 и CEPD2 для CEP ниже по течению 1 и 2, соответственно.Команда показала, что эти полипептиды накапливаются в корнях, хотя гены, кодирующие их, экспрессируются только в побегах.
Это указывает на то, что полипептиды действуют как мобильные нисходящие сигналы от побегов к корням.Затем растения выращивали, разделив их корни на две части, каждая из которых получала разный уровень азота, чтобы изучить роль CEPD1 и CEPD2. «Корни, подвергшиеся воздействию среды, богатой азотом, показали повышенную экспрессию гена-переносчика нитратов», — говорит соавтор исследования Юрий Окубо. «Однако мутантные растения, у которых гены CEPD1 и CEPD2 были выключены, не показали такой активации транспортера нитратов».Полипептиды CEPD были обнаружены в одинаковых количествах как в богатых азотом, так и в бедных азотом корнях.
Однако они включили ген переносчика нитратов только на богатой азотом стороне растения. «Таким образом, реакция растения на недостаток азота зависит от наличия нитратов в почве, окружающей его корни», — говорит автор-корреспондент Йошикацу Мацубаяси. «Степень доступности нитратов в конечном итоге определяет, активирует ли CEPD ген транспортера нитратов».Такая сложная сигнальная система гарантирует, что растения максимально эффективно получают питательные вещества, и может использоваться для улучшения внесения удобрений и повышения продуктивности растений.