硝酸盐通过调控营养稳态和转运蛋白增强野生酸枣耐盐性的分子机制

为解决土壤盐渍化对枣树产业的威胁，西北农林科技大学团队系统研究了硝酸盐(NaNO3 )对野生酸枣(Ziziphus jujuba var. spinosa)耐盐性的调控机制。研究发现10 mM硝酸盐通过降低MDA含量、增强SOD/CAT/POD活性、提高K+ /Na+ 比和促进脯氨酸积累缓解盐害，鉴定出ZjNPF5.4/ZjNPF7.2等6个关键硝酸盐转运蛋白，并通过发根农杆菌介导的毛状根转化验证其功能。该研究为木本植物氮素调控耐盐性提供了新见解，发表于《Plant Stress》。

　　

在中国西北干旱区，土壤盐渍化正严重威胁着"铁杆庄稼"枣树的可持续发展。随着枣树主产区向新疆塔里木盆地等戈壁垦区转移，不合理的灌溉加剧了次生盐碱化，导致枣树出现生长抑制、叶片黄化等典型盐害症状。尽管前人发现氮素能缓解盐胁迫，但木本植物中硝酸盐介导耐盐性的分子机制仍是未解之谜。西北农林科技大学的研究团队以耐盐砧木野生酸枣为材料，揭示了硝酸盐通过调控氮素稳态和转运蛋白增强耐盐性的全新机制。

研究采用多组学联用策略：通过设置0.5/2/10 mM NaNO₃
与100 mM NaCl组合处理，系统监测生长参数和光合指标；利用原子吸收光谱测定K⁺
、Ca²⁺
等元素含量；基于转录组数据筛选差异表达的NPF基因；建立农杆菌K599介导的酸枣毛状根转化体系，对候选基因ZjNPF5.4/ZjNPF7.2进行功能验证。

3.1 硝酸盐缓解盐胁迫的生长生理效应
研究发现10 mM硝酸盐使盐胁迫下酸枣生物量提升2.1倍，叶绿素含量提高58%。光响应曲线显示硝酸盐能维持光饱和点，而盐处理使净光合速率(Pn)下降42%。硝酸盐通过增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性，使丙二醛(MDA)含量降低67%，同时促进脯氨酸和可溶性蛋白积累，证实其通过"抗氧化-渗透调节"双途径缓解盐害。

3.2 氮素吸收与离子平衡调控
盐处理使根部NO₃
^-
-N含量激增3.5倍，硝酸还原酶(NR)活性提高2.8倍。10 mM硝酸盐处理使叶片K⁺
/Na⁺
比从0.8升至2.4，同时促进Ca²⁺
、Mg²⁺
吸收，表明硝酸盐通过优化离子选择性减轻Na⁺
毒害。

3.4-3.5 硝酸盐转运蛋白的功能解析
从16个候选基因中鉴定出ZjNPF5.4等6个盐氮协同诱导的转运蛋白。亚细胞定位显示ZjNPF5.4定位于液泡膜和细胞膜，ZjNPF7.2主要分布于细胞膜。毛状根过表达株系在盐胁迫下生物量比野生型高35%，K⁺
/Na⁺
比提升2.1倍，氮含量增加28%，证实这些转运蛋白通过增强氮素吸收和离子稳态赋予耐盐性。

该研究首次阐明木本植物中硝酸盐-耐盐性的分子调控网络：盐胁迫激活NPF基因表达，促进硝酸盐向根部富集；增加的氮素通过增强NR活性促进氨基酸合成，同时调控K⁺
、Ca²⁺
等阳离子吸收以平衡Na⁺
毒性；诱导的抗氧化系统有效清除活性氧。建立的酸枣毛状根转化技术体系为木本植物基因功能研究提供了新工具。这项成果对指导盐碱地枣树精准施肥和耐盐品种选育具有重要实践价值，为解析木本植物逆境适应的氮素调控机制提供了理论框架。