氮是植物生長發(fā)育不可缺少的元素之一，提高植物對(duì)氮元素的利用效率有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)。
（1）植物從土壤中吸收硝酸鹽，可用于在細(xì)胞中生成

蛋白質(zhì)、核酸（DNA、RNA）

蛋白質(zhì)、核酸（DNA、RNA）

等含氮的生物大分子。不同濃度的硝酸鹽能夠誘導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá)，從而調(diào)控自身代謝和生長，可知硝酸鹽也是調(diào)節(jié)植物生命活動(dòng)的

信息分子

信息分子

。
（2）CHL1是植物細(xì)胞膜上的硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，NLP是硝酸鹽受體，NLP發(fā)生磷酸化后會(huì)與硝酸鹽響應(yīng)基因的啟動(dòng)子結(jié)合激活轉(zhuǎn)錄。研究人員將上述兩種蛋白功能缺失突變體chl1和nlp與野生型（WT）擬南芥種子分別栽種在含硝酸鹽的培養(yǎng)基中，檢測(cè)幼苗生長情況，結(jié)果如圖1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示 

chl1和WT幼苗鮮重?zé)o顯著差異，而nlp幼苗鮮重明顯低于chl1和WT

chl1和WT幼苗鮮重?zé)o顯著差異，而nlp幼苗鮮重明顯低于chl1和WT

，推測(cè)NLP發(fā)揮更主要的作用。
（3）為檢驗(yàn)NLP的N端與C端區(qū)域的功能，進(jìn)行了蛋白質(zhì)截?cái)鄬?shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果如圖2所示，利用報(bào)告基因分別與6組不同類型的目的基因制備轉(zhuǎn)基因擬南芥，分別置于含KCl或KNO₃的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。


根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的結(jié)論是

NLP的C端具有激活硝酸鹽響應(yīng)基因啟動(dòng)子的作用，N端會(huì)抑制此作用，硝酸鹽能夠解除抑制作用

NLP的C端具有激活硝酸鹽響應(yīng)基因啟動(dòng)子的作用，N端會(huì)抑制此作用，硝酸鹽能夠解除抑制作用

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（4）研究者推測(cè)硝酸鹽結(jié)合NLP后會(huì)引起空間結(jié)構(gòu)改變，使N端與C端相互結(jié)合后發(fā)揮功能。為直觀了解硝酸鹽對(duì)NLP的作用，將黃色熒光蛋白基因m分為兩部分，分別連接到

NLP基因的兩端

NLP基因的兩端

，利用改造的基因制備轉(zhuǎn)基因擬南芥，分別置于含KCl或KNO₃的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)在5分鐘即可觀察到

含KNO₃的培養(yǎng)基中可觀察到黃色熒光，而含KCl的培養(yǎng)基中沒有

含KNO₃的培養(yǎng)基中可觀察到黃色熒光，而含KCl的培養(yǎng)基中沒有

，證實(shí)推測(cè)成立。
（5）已有研究顯示，當(dāng)環(huán)境中存在硝酸鹽時(shí)野生型擬南芥細(xì)胞內(nèi)Ca2⁺濃度會(huì)迅速提高，而突變體chl1無此現(xiàn)象，當(dāng)用鈣離子通道阻滯劑處理細(xì)胞后，響應(yīng)硝酸鹽的基因表達(dá)被顯著抑制，去除細(xì)胞中的Ca²⁺，磷酸化的NLP含量下降。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在圖3中用箭頭表示出植物感受硝酸鹽后的信號(hào)作用途徑。