Các nhà khoa học đã phát hiện ra sự tương tác phân tử của quá trình chuyển hóa cacbon/nitơ trên cây lúa

 Các nhà khoa học đã phát hiện ra sự tương tác phân tử của quá trình chuyển hóa cacbon/nitơ trên cây lúa

Mô hình liên kết tín hiệu glucose với việc sử dụng nitơ bằng phức hợp OsHXK7-ARE4. Nguồn: IGDB.

 

Carbon và nitơ là hai chất dinh dưỡng quan trọng nhất ở các sinh vật sống. Chuyển hóa trao đổi chất của carbon và nitơ được kết hợp chặt chẽ và phối hợp bởi các chất chuyển hóa và con đường truyền tín hiệu khác nhau. Các cơ chế phân tử cảm biến và kiểm soát quá trình chuyển hóa trao đổi carbon và nitơ sau khi thay đổi chất dinh dưỡng môi trường ở thực vật là gì?

 

Để hiểu cơ chế điều chỉnh chuyển hóa carbon/nitơ, nhóm nghiên cứu do giáo sư Zuo Jianru và giáo sư Li Jiayang từ Viện Di truyền và Sinh học Phát triển của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) đứng đầu đã xác định rằng các yếu tố chính OsHXK7 và ARE4 liên kết với glucose tín hiệu để sử dụng nitơ trong lúa. Kết quả được công bố trên tạp chí Developmental Cell ngày 5 tháng 7.

 

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra yếu tố phiên mã liên quan đến MYB ARE4 được giữ lại trong tế bào chất trong một phức hợp với cảm biến glucose OsHXK7. Khi tín hiệu glucose được phát hiện, ARE4 được giải phóng, chuyển vị trí vào nhân và kích hoạt biểu hiện của một tập hợp con các gen vận chuyển nitrat có ái lực cao, do đó làm tăng sự hấp thu và tích lũy nitrat.

 

Các nghiên cứu sâu hơn cho thấy rằng sơ đồ điều chỉnh ARE4 thể hiện một mô hình ngày đêm để đáp ứng với những thay đổi hàng ngày của đường hòa tan và sự biểu hiện quá mức của ARE4 làm tăng kích thước hạt gạo.

 

Những kết quả này cho thấy cơ chế chưa từng được biết đến trước đây, theo đó phức hợp OsHXK7-ARE4 phát hiện tín hiệu đường và sau đó thúc đẩy việc sử dụng nitơ, liên kết trực tiếp quá trình chuyển hóa cacbon và nitơ. Nghiên cứu này có thể xác định các mục tiêu tốt để nhân giống cây trồng năng suất cao.