Aminosäuren, die Bausteine ​​von Proteinen, verwenden Ammonium (NH₄⁺) Ionen, die eine Pflanze aus dem Boden aufnimmt. Früher ein Gen namens UNBESTIMMTE DOMÄNE 10 (IDD10) wurde als Aktivierung der Expression einer großen Zahl von NH identifiziert₄⁺-responsive Gene einschließlich AMMONIUMTRANSPORTER 1;2 (AMT1;2). Yuan Hu Xuan und Kollegen haben einen neuen Bericht veröffentlicht, der ein weiteres Element in der genetischen Kette identifiziert, das auf Ammonium reagiert: CBL-INTERACTING PROTEIN KINASE 9 reguliert Ammonium-abhängiges Wurzelwachstum nach IDD10 in Reis (Oryza sativa)

„Nitrat (NO₃^-) und Ammonium (NH₄⁺) sind die Hauptformen von Stickstoff (N) in höheren Pflanzen“, schreiben die Autoren in ihrer Arbeit. „Stickstoff ist ein wichtiges Makroelement, das für die Synthese von Zellmolekülen wie Aminosäuren und Nukleotiden benötigt wird. Reduktion von NO₃^- zu NH₄⁺ verbraucht 12–26 % des photosynthetisch erzeugten Reduktionsmittels, was NH ergibt₄⁺ eine energetisch günstige N-Quelle. Bei hohen Konzentrationen jedoch NH₄⁺ ist für viele Pflanzenarten giftig.“

Das Team verwendete quantitative Reverse-Transkription-PCR, um NH zu analysieren₄⁺- und IDD10-abhängiger Ausdruck von CIPK Gene. Sie identifizierten sich IDD10-geregelt CIPK Zielgene durch Verwendung von elektrophoretischen Mobilitätsverschiebungsassays, Chromatin-Immunpräzipitation und transienten Transkriptionsassays. Anschließend maßen die Wissenschaftler die Wurzelwachstumsrate, den Ammoniumgehalt und die 15N-Aufnahme cipk Mutanten, um ihre Empfindlichkeit gegenüber NH4+ zu bestimmen und diese Phänotypen mit denen von zu vergleichen id10. Die Autoren untersuchten die genetische Verwandtschaft zwischen CIPK9OX und id10 durch Kreuze zwischen den CIPK9 und IDD10 Linien.

„Das bemerkenswerteste Ergebnis war diese Störung CIPK9, ein direktes Ziel von IDD10, produzierte fast identische Wurzelphänotypen zur Störung von IDD10,“, sagen Xuan und Kollegen in ihrer Zeitung. „Darüber hinaus Wurzeln von cipk9 und id10 Mutanten zeigten die gleiche Reaktion auf MSX; NH₄⁺-abhängige Verzögerung der Wurzelverlängerung konnte in beiden Mutanten durch MSX-Behandlung gerettet werden.“

Die Studie habe das Verständnis der Ammoniumaufnahme in Reis verbessert, sagten Xuan und Kollegen. „Diese Studie hat gezeigt, dass CIPK9 ein Regulator von NH ist₄⁺-abhängiges Wurzelwachstum bei Reis. Umfangreiche Analysen von Transkriptomen und Metabolomen sind erforderlich, um die molekularen und physiologischen Rollen von IDD10 und CIPK9 bei der Regulierung des Wurzelwachstums als Reaktion auf NH zu verstehen₄⁺. Diese Ergebnisse liefern eine wichtige Grundlage für ein umfassenderes Verständnis der regulatorischen Grundlagen von NH₄⁺ Signalisierung in Reispflanzen.“