研究发现，生长素信号通路调节根毛发育与氮素吸收

　　植物在进化过程中发展出多种适应机制，以更好地利用光照和土壤资源。其中，根系的可塑性发育是最显著的适应性反应之一，使植物能够在时间和空间上有效地寻找养分。

　　根毛是根系活性的重要组成部分，扮演着促进水分和养分吸收的关键角色。根毛是表皮细胞的延伸，能够显著增加根的表面积，从而提高土壤中水分和养分的获取效率。根毛的发育始于细胞命运的决定，这一过程决定了表皮细胞是转变为毛细胞（毛原细胞）还是无毛细胞（无毛原细胞）。

　　“在我们的研究中，我们首先发现氮缺乏会显著刺激模式植物拟南芥的根毛伸长，这一反应对植物在低氮环境中的适应至关重要，”IPK莱布尼茨研究所生理与细胞生物学系主任Nicolaus von Wir博士表示。

　　“接着，我们结合转录组学、分子遗传学和细胞生物学的方法，揭示了低氮诱导的根毛伸长是通过一个空间协调的生长素信号级联实现的，该信号级联通过表皮转录模块RHD6-LRL3进入根毛发育程序。”

　　这一信号级联分为三个阶段。首先，低氮条件下，TAA1和YUCCA8酶的上调导致根尖生长素的积累增加（第一步，合成）。随后，生长素通过转运蛋白AUX1和PIN2被输送到根毛分化区域（第二步，运输）。当生长素到达后，激活转录因子ARF6和ARF8，促进转录模块RHD6-LRL3的表达，RHD6-LRL3在低氮条件下局限于表皮，控制根毛的伸长（第三步，信号传导）。

　　“总体而言，我们的研究结果表明，根毛的伸长是一种额外的系统诱导觅食反应策略，旨在探索土壤中的氮，随着氮缺乏的加剧，这种反应变得更加重要，”该研究的第一作者贾中涛博士指出。“这些发现为我们理解低营养环境下根系的觅食反应增添了新的视角，并扩展了植物根系中激素调节营养感知的机制框架。”

　　由于更丰富和更长的根毛是植物以低成本策略与土壤养分接触的方式，因此，了解氮如何调节根毛的发育，为培育更高氮吸收效率的作物提供了新的育种方向。