アラビドプシスにおける硝酸塩依存性リン酸ホームオスタシス維持のためのNLAおよびMicroRNA827による遺伝的調節

植物はより高い収量のために豊富な窒素とリンを必要とします。窒素とリンの利用効率を向上させるための植物遺伝学の改善は、肥料に対して年間数十億ドルを節約し、地球規模の環境汚染を減少させる可能性があります。これには、植物におけるこれらの栄養素のホームオスタシスを維持するための分子調節因子の知識が必要です。以前、我々はNITROGEN LIMITATION ADAPTATION (NLA)遺伝子がアラビドプシスの低窒素条件への適応応答に関与していることを報告しました。その中で、nla変異体植物は急激な早期老化を示します。NLA機能の背後にある分子メカニズムを理解するために、nla変異を抑制してnla変異体表現型を野生型に回復させる2つのサプレッサーが単離されました。マップベースのクローニングにより、これらのサプレッサーはリン酸（Pi）輸送関連遺伝子であるPHF1およびPHT1.1として特定されました。さらに、NLA発現は低Piで誘導されるマイクロRNA miR827によって調節されることが示されています。Pi分析では、nla変異体植物における早期老化はPi毒性が原因であることが明らかになりました。これらの植物は、低硝酸塩および高Piの条件下で特に、正常の5倍以上のPi含量を茎に蓄積しましたが、高硝酸塩条件下では蓄積しませんでした。また、Pi過剰蓄積体であるpho2変異体も、nla変異体と類似の硝酸依存的な方法でPi毒性を示します。さらに、硝酸塩とPiレベルは、それらの異なる開花時間への影響によって示されるように拮抗的なクロストークを持つことが示されています。結果は、NLAとmiR827が植物におけるPiホームオスタシスを硝酸依存的に調節する上で重要な役割を果たしていることを示しています。