DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07607-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38926580
تاريخ النشر: 2024-06-26
المؤلف: Jie-shun Lin وآخرون
الموضوع الرئيسي: تثبيت النيتروجين في البقوليات
نقاش
في هذه الدراسة، حدد المؤلفون عامل نسخ أساسي يسمى FUN كمنظم حاسم لتثبيت النيتروجين في البقوليات، وبشكل خاص في *Lotus japonicus*. من خلال فحص جيني لطفرات إدخال LORE1، اكتشفوا أن الطفرة fun حافظت على عدد أكبر من العقد الوردية الوظيفية تحت ظروف قمع النترات مقارنة بالنباتات من النوع البري. تم إظهار أن جين FUN، الذي يشفر عامل نسخ من عائلة TGA، يؤثر على وظيفة العقد من خلال تعديل التعبير الجيني المتعلق بشيخوخة العقد وإشارات النترات. ومن الجدير بالذكر أن تسلسل RNA أظهر أن FUN ينظم 106 جينات بشكل مختلف استجابةً للنترات، بما في ذلك اللاعبين الرئيسيين في مسارات استيعاب النيتروجين وشيخوخة العقد.
علاوة على ذلك، أوضحت الدراسة دور الزنك كرسول ثانوي في تنظيم نشاط FUN. يشكل بروتين FUN خيوطًا غير نشطة في وجود تركيزات عالية من الزنك، والتي يمكن عكسها عندما تنخفض مستويات الزنك، مما يسمح بإطلاق FUN النشط. ترتبط هذه الاستجابة الديناميكية بتوافر النترات في التربة بالتعديل النسخي لتمثيل العقد، مما يشير إلى أن نشاط FUN مضبوط بدقة بواسطة مستويات الزنك في النبات. تسلط النتائج الضوء على الإمكانية لتعديل تراكم أيونات المعادن لتعزيز تثبيت النيتروجين في البقوليات، مما يوفر رؤى حول تحسين الصفات الزراعية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07607-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38926580
Publication Date: 2024-06-26
Author(s): Jie-shun Lin et al.
Primary Topic: Legume Nitrogen Fixing Symbiosis
Discussion
In this study, the authors identified a basic leucine zipper transcription factor named FUN as a critical regulator of nitrogen fixation in legumes, specifically in *Lotus japonicus*. Through a genetic screen of LORE1 insertion mutants, they discovered that the fun mutant maintained a higher number of functional pink nodules under nitrate-suppressive conditions compared to wild-type plants. The FUN gene, which encodes a TGA family transcription factor, was shown to influence nodule function by modulating gene expression related to nodule senescence and nitrate signaling. Notably, RNA-sequencing revealed that FUN regulates 106 genes differently in response to nitrate, including key players in nitrogen assimilation and nodule senescence pathways.
Furthermore, the study elucidated the role of zinc as a second messenger in regulating FUN activity. The FUN protein forms inactive filaments in the presence of high zinc concentrations, which can be reversed when zinc levels decrease, allowing for the release of active FUN. This dynamic response links soil nitrate availability to transcriptional modulation of nodule metabolism, suggesting that FUN’s activity is finely tuned by zinc levels in the plant. The findings highlight the potential for manipulating metal ion accumulation to enhance nitrogen fixation in legumes, offering insights into optimizing agricultural traits.