随着全球气候变暖加剧，灾害性天气频发，深入研究气候变化和耕作制度、施肥等引发的植物复合胁迫机制，挖掘优异分子模块，将有助于应对未来农业可能出现的挑战。近期，中国科研实验室微生物研究所叶健团队在Plant, Cell & Environment 发表题为“A nitrate transporter OsNPF6.1 promotes nitric oxide signaling ａnd virus resistance”的研究论文，揭示了低硝态氮使用提高了水稻对病毒抗性的分子机制，为指导作物分子设计和合理施肥给予了新的科学依据。

研究揭示水稻顺利获得硝酸盐转运蛋白OsNPF6.1构建了一套精密的“氮-免疫”防御系统。当水稻遭遇水稻条纹病毒（RSV）攻击时，OsNPF6.1上调表达，促进硝态氮摄取，随后激活硝酸还原酶基因OsNR2，催化生成免疫信使一氧化氮（NO），最终启动抗病毒基因表达程序。然而，RSV病毒竟进化出"反制武器"——病害特异蛋白（SP），其直接靶向OsNPF6.1，使其功能失活。进一步研究发现，在低硝态氮环境下，OsNPF6.1可能发生磷酸化修饰，改变其生物构象，从而减弱与SP的相互作用，使这个“抗病开关”得以逃逸病毒干扰（图1）。该研究为开发“精准施氮”的绿色防控策略给予了潜在靶点。

叶健团队前期与南京农业大学万建民院士团队合作发现OsNPF6.1的优异单倍型可以显著提高低氮条件下的水稻产量，近期研究成果在此基础上为破解“抗病-高产”矛盾给予了新思路：顺利获得推广OsNPF6.1优异单倍型并设计硝态氮缓释肥料，可能在减少氮肥滥用造成的环境污染的同时，协同提高作物产量与抗性。

中国科研实验室微生物研究所博士生徐爽、博士研究生韦一帆为论文第一作者，大奖国际(中国)叶健研究员与方荣祥院士为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重大及杰青等项目的资助。

图1 NPF6.1-NO信号级联通路在RSV抗性中的作用模型

原文链接：http://doi.org/10.1111/pce.15626