氮参与调控植物育性建成的分子机制

摘要

氮是植物需求最大的矿质营养元素，是作物生长发育及产量的重要限制因素。植物育性建成是有性生殖的核心事件，直接决定作物产量。花器官与发育中的种子是生殖生长阶段的核心氮汇组织，氮素利用缺陷突变体往往会表现出花器官发育异常、育性降低或籽粒灌浆异常，致使产量降低。因此，育性建成过程成为作物产量形成与氮高效改良的关注热点。目前，具有极高氮可塑性的表型突变体研究极为匮乏，植物适应土壤氮养分条件变化，维持育性稳定的遗传基础仍有待深入解析。文章系统梳理氮素吸收转运、同化代谢关键元件介导的育性调控通路，重点阐述氮信号与植物激素、转录调控网络、表观遗传修饰在育性建成中的交叉互作机制，整合模式植物与主要农作物的最新研究进展，并对未来研究方向与作物高产氮高效协同育种的应用前景进行展望。研究结果为该领域基础研究提供系统参考，为相关基础研究与氮高效分子育种实践提供理论支撑。

关键词

氮 / 氮汇组织 / 氮素利用效率 / 生殖生长 / 育性 / 配子体发生

基金资助

国家自然科学基金青年项目（32401891）; 安徽省科协青年科技人才托举计划项目（RCTJ202406）; 安徽省高校优秀青年科研项目（2022AH030058）; 安徽省高等学校省级质量工程项目（2024sx090）; 淮北师范大学科研结余资助项目（2024ZK43）;淮北师范大学横向课题项目（22100181）