九州大学的研究发现，植物能够根据土壤中氮浓度的变化显著调整其根系结构。在氮素充足的环境中，植物会判断“氮已足够”，从而抑制根系的进一步生长，以节省能量消耗（图1）。然而，这一现象背后详细的分子机制长期以来并不明确。
近日，由九州大学大学院理学研究院的楠见健介讲师、伊藤和洋（研究当时为研究生）、园田智也研究生等人主导，联合神户大学大学院理学研究科的深城英弘教授、九州工业大学大学院信息工学研究院的花田耕介教授、中部大学应用生物学部的铃木孝征教授、熊本大学大学院先端科学研究部的桧垣匠教授等组成的研究团队，以模式植物拟南芥（※1）为研究对象，揭示了在高氮环境下抑制根系生长的关键肽——LOHN1，以及其所参与的高氮信号传导机制，这一机制此前尚未被阐明。
通过对LOHN1基因表达进行调控的植物进行分析，研究团队发现，当植物处于高氮环境中时，其氮代谢过程会显著增强，导致氨基酸之一——谷氨酰胺，通过地上部分及筛管被输送至根尖，从而诱导LOHN1基因的表达。进一步研究表明，表达出的LOHN1肽能够从筛管细胞迁移至根的表层组织，进而抑制并调控侧根（※2）的形成密度。
本研究所获得的成果具有广泛的适用性，可望应用于多种作物种类，提高作物对氮素的利用效率，并通过人工调控根系生长，优化施肥策略，以适应不同的生长环境。
此次研究首次系统揭示了长期以来已知的“高氮环境抑制根系形成”现象背后的分子机制。未来，研究团队将进一步致力于阐明LOHN1参与调控侧根密度过程中，与生长素（奥克辛）运输相关的具体作用路径。
