介孔二氧化硅纳米颗粒递送系统沉默AsLBD38通过抑制AsNRT2.4增强燕麦氮代谢机制研究

本研究通过RNA-seq和WGCNA分析发现转录因子AsLBD38在低氮(LN)和缺氮(DN)条件下显著下调。利用介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)递送siRNA沉默技术证实，AsLBD38通过结合AsNRT2.4启动子区CGGC顺式元件抑制该硝酸盐转运体表达，从而负调控氮代谢。该发现为培育氮高效利用(NUE)作物品种提供了新靶点。

　　

研究亮点

• 首次在燕麦中鉴定到氮胁迫响应核心转录因子AsLBD38

• 开发基于介孔二氧化硅纳米颗粒(MSN)的基因沉默递送系统

• 揭示AsLBD38-AsNRT2.4分子模块调控氮代谢新机制

讨论

燕麦作为兼具高抗逆性和优质饲用价值的全球性作物，其氮肥利用效率(NUE)提升对可持续农业至关重要。本研究通过多组学分析发现，AsLBD38在氮胁迫下表现出与拟南芥LBD37/38/39相似的调控模式，但其通过CGGC顺式元件特异性调控AsNRT2.4的表达具有物种特异性。纳米载体介导的基因沉默技术成功克服了燕麦遗传转化效率低的瓶颈，为禾本科作物功能基因组研究提供了新范式。AsLBD38沉默株系表现出的光合效率提升和类黄酮积累减少，暗示该转录因子可能整合氮代谢与活性氧(ROS)平衡调控网络。

结论

本研究通过RNA-seq和WGCNA分析证实AsLBD38在低氮(LN)和缺氮(DN)处理下显著下调。功能实验表明AsLBD38通过结合AsNRT2.4启动子CGGC基序抑制该转运体表达，从而调控氮代谢。沉默AsLBD38可增强DN胁迫下的氮代谢和光合效率，这些发现为培育氮高效燕麦品种提供了分子靶点，并为开发新型纳米载体递送技术奠定基础。