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2015年团队胡斌博士从水稻籼粳两个亚种氮肥利用效率差异的分子基础入手,克隆了籼稻的NRT1.1B基因,如今10年过去了,这一基因团队已经发表了十篇研究论文(research article)。一个基因 10 年 10 篇文章,是巧合,也是对科学的初心——揭示生命现象本质的一种坚持。小伙伴们,继续加油!
1. Hu B, Wang W, Ou S, Tang J, Li H, Che R, Zhang Z, Chai X, Wang H, Wang Y, Liang C, Liu L, Piao Z, Deng Q, Deng K, Xu C, Liang Y, Zhang L, Li L, Chu C*. Variation in NRT1.1B contributes to nitrate-use divergence between rice subspecies. Nature Genetics. 2015, 47(7): 834-838. doi: 10.1038/ng.3337.
SCI高被引论文。该文发现,NRT1.1B 基因的单碱基变异导致水稻亚种间硝酸盐利用存在差异,证明了该基因对粳稻氮利用效率改良中起关键作用,解开了长期以来籼粳稻间氮肥利用效率差异未解之谜,也为水稻氮高效育种提供重要靶点。
2. Hu B, Jiang Z, Wang W, Qiu Y, Zhang Z, Liu Y, Li A, Gao X, Liu L, Qian Y, Huang X, Yu F, Kang S, Wang Y, Xie J, Cao S, Zhang L, Wang Y, Xie Q, Kopriva S, Chu C*. Nitrate-NRT1.1B-SPX4 cascade integrates nitrogen and phosphorus signalling networks in plants. Nature Plants. 2019, 5(4): 401-413. doi: 10.1038/s41477-019-0384-1.
SCI高被引论文。该文建立了硝酸盐信号从细胞膜受体感知到细胞核应答响应的完整的主信号通路,揭示了硝酸盐信号通过调控硝酸盐应答基因和磷饥饿应答基因实现氮磷营养平衡的分子机制,阐明 NRT1.1B 在协调两种关键营养元素吸收利用中的核心功能。
3. Zhang J, Liu YX, Zhang N, Hu B, Jin T, Xu H, Qin Y, Yan P, Zhang X, Guo X, Hui J, Cao S, Wang X, Wang C, Wang H, Qu B, Fan G, Yuan L, Garrido-Oter R, Chu C*, Bai Y*. NRT1.1B is associated with root microbiota composition and nitrogen use in field-grown rice. Nature Biotechnology. 2019, 37(6): 676-684. doi: 10.1038/s41587-019-0104-4.
SCI高被引论文。该文发现,田间种植水稻中籼粳的根系微生物组成具有很大差别,且NRT1.1B在招募与氮利用相关根际微生物中起关键作用。
4. Zhang L*, Hu B, Deng K, Gao X, Sun G, Zhang Z, Li P, Wang W, Li H, Zhang Z, Fu Z, Yang J, Gao S, Li L, Yu F, Li Y, Ling H, Chu C*. NRT1.1B improves selenium concentrations in rice grains by facilitating selenomethinone translocation. Plant Biotechnology Journal. 2019, 17(6): 1058-1068. doi: 10.1111/pbi.13037.
该文发现,NRT1.1B 通过促进硒代蛋氨酸转运,提高水稻籽粒硒含量,为培育富硒水稻品种提供理论依据。
5. Zhang Z, Li Z, Wang W, Jiang Z, Guo L, Wang X, Qian Y, Huang X, Liu Y, Liu X, Qiu Y, Li A, Yan Y, Xie J, Cao S, Kopriva S, Li L, Kong F, Liu B, Wang Y, Hu B*, Chu C*. Modulation of nitrate-induced phosphate response by the MYB transcription factor RLI1/HINGE1 in the nucleus. Molecular Plant. 2021, 14(3): 517-529. doi: 10.1016/j.molp.2020.12.005.
该文发现,MYB 转录因子 RLI1/HINGE1 在调控硝酸盐诱导的磷响应中的关键作用,补充 NRT1.1B 相关营养信号调控通路细节。
6. Wang X, Feng C, Tian L, Hou C, Tian W, Hu B, Zhang Q, Ren Z, Niu Q, Song J, Kong D, Liu L, He Y, Ma L, Chu C* Luan S*, Li L*. A transceptor-channel complex couples nitrate sensing to calcium signaling in Arabidopsis. Molecular Plant. 2021, 14(5): 774-786. doi: 10.1016/j.molp.2021.02.005. (注:这篇为拟南芥中NRT1.1B的同源基因NRT1.1)
SCI高被引论文。该文发现,拟南芥 NRT1.1(水稻 NRT1.1B 同源基因)的特异性钙征信号,揭示了NRT1.1-CNGC15通道复合物将硝酸盐感知与钙信号偶联,为理解植物氮感知机制提供了新视角。
7. Yan Y, Zhang Z, Sun H, Liu X, Xie J, Qiu Y, Chai T, Chu C*, Hu B*. Nitrate confers rice adaptation to high ammonium by suppressing its uptake but promoting its assimilation. Molecular Plant. 2023, 16(12): 1871-1874. doi: 10.1016/j.molp.2023.11.008.
该文发现“水稻并不喜铵”,只是在高铵环境下,如何通过硝酸盐信号抑制铵吸收、促进铵同化,揭示了水稻适应高铵环境的分子机制,也拓展 了NRT1.1B在 相关氮代谢调控的认知。
8. Liu Y, Wang Y, Yuan H, Gao X, Luo X, Liu R, Lei S, Hao M, Wang Z, Yu F, Wang X, Hu B*, Chu C*, Zhang L*. Boosting selenium accumulation in rice grains by enhancing NRT1.1B-mediated MeSeCys translocation. Plant Communications. 2025, 11: 101412. doi: 10.1016/j.xplc.2025.101412.
该文提出,通过增强 NRT1.1B 介导的甲基硒代半胱氨酸转运,提升水稻籽粒有效优质硒积累,为富硒水稻育种提供新策略。
9. Ma X, Wang W, Zhang J, Jiang Z, Xu C, Zhu W, Shi B, Yang W, Su H, Wang X, Chen D, Wang Y, Wang J, Wang J, Liu X, Wang X, Huang X, Xie W, Cai Y, Xu K, Xin P, Liu L, Lü P, Wang Y, Chu J, Gong X*, Chu C*, Hu B*. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants. Cell. 2025, 7: S0092-8674(25)00816-5. doi: 10.1016/j.cell.2025.07.027.
该文发现,NRT1.1B 可作为脱落酸(ABA)的膜受体,并解析其完整信号转导通路,阐明了氮信号与逆境信号的感知与整合路径,从而赋予植物对复杂逆境的适应性。这一发现突破对 NRT1.1B 功能的传统认知,为植物环境适应机制研究开辟了新方向。
10. Wang X, Liu Y, Li W, Ma X, Wang W, Jiang Z, Wang Y, Li L*, Hu B*, Chu C*. OsNRT1.1B-OsCNGC14/16-Ca2+-OsNLP3 pathway: Phosphorylation-mediated maintenance of nitrogen homeostasis. Advanced Science. 2025, 3: e07919. doi: 10.1002/advs.202507919.
该文揭示了 OsNRT1.1B-OsCNGC14/16-Ca²⁺-OsNLP3 通路通过Ca²⁺磷酸化NLP3维持水稻氮稳态,进一步解析 NRT1.1B 在水稻氮代谢调控中的分子机制,也是对水稻硝酸盐信号通路的完善。
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