综述：提高作物产量和氮素利用效率：氮铁平衡的潜在力量

这篇综述系统阐述了氮(N)与铁(Fe)协同调控作物生长的新机制，揭示了OsNLP4作为枢纽转录因子整合N-Fe信号通路的关键作用，为开发绿色智能肥料、提升氮素利用效率(NUE)和作物产量提供了理论依据。文章创新性提出"N-Fe平衡"概念，解析了其通过调控分蘖和穗发育实现增产的分子路径。

　　

氮铁平衡：解锁作物增产的分子密码

引言
植物生长需要多种矿质元素的协同作用，其中氮(N)作为构建蛋白质、核酸的关键元素，与铁(Fe)这一光合作用和呼吸链的核心组分，通过复杂互作共同影响作物产量。传统农业依赖大量氮肥却面临利用率(NUE)低下的困境，而最新研究发现N-Fe平衡能显著提升谷物产量13-29%，这一突破性进展为可持续农业开辟了新路径。

N与Fe的吸收运输网络
植物通过硝酸盐转运蛋白(NRTs)和铵转运蛋白(AMTs)吸收不同形态氮素。OsNRT1.1B作为NO₃
^-
受体，与磷酸盐信号抑制因子OsSPX4形成调控模块，构成N-P信号网络的枢纽。铁的吸收则呈现物种特异性：禾本科植物通过分泌植物铁载体(PSs)螯合Fe³⁺
（策略II），而双子叶植物则依赖铁还原酶(FRO)将Fe³⁺
还原为Fe²⁺
后经铁转运蛋白(IRTs)吸收（策略I）。

N-Fe协同效应的分子基础
研究发现NH₄
⁺
供应会降低根细胞壁半纤维素含量，促进OsFRDL1介导的铁释放。更关键的是，OsNLP4能同时结合N响应元件(NREs)和Fe相关基因启动子，形成双重调控枢纽：

1. 抑制独脚金内酯(SL)通路关键基因OsD3表达，促进分蘖发生
2. 激活穗发育主效基因OsRFL，增加穗粒数
3. 上调抗氧化基因OsAPX7，降低H₂
   O₂
   水平以稳定自身核定位

N-Fe平衡的农艺价值
田间试验显示，在分蘖期施用N-Fe复合肥可使水稻和小麦分别增产13.1%和28.9%。特别值得注意的是：

• 与单施氮肥相比，平衡施肥使NUE提升12.9-29.6%
• OsNLP4过表达株系配合施肥可实现节氮30%
• 在碱性土壤中，80 kg/ha N与400 g/ha Fe-EDTA配施使大豆产量最大化

未来展望
N-Fe平衡研究仍存在若干待解之谜：

1. 不同氮形态(NO₃
   ^-
   /NH₄
   ⁺
   )与Fe互作的差异机制
2. OsNLP4调控碳氮协同同化的具体路径
3. 营养信号与激素网络的交叉对话
   这些问题的解答将推动"智能配肥"技术的发展，为应对全球粮食安全挑战提供创新解决方案。