所有細胞活動都需要協(xié)調(diào)營養(yǎng)代謝以維持正常生長發(fā)育，營養(yǎng)吸收和感知是生命活動的核心部分。氮（N）是植物維持細胞活動和功能所必需的營養(yǎng)元素，是限制植物生長的重要因素。國家煙草基因研究中心與湖南大學生物學院于峰課題組長期圍繞FERONIA（FER）在營養(yǎng)代謝中的功能開展合作研究，繼2019年揭示FER-ATL6調(diào)控植物碳氮平衡分子機制（Xu et al. 2019, J. EXP. BOT.）后又取得重要進展，近日在國際知名期刊《Molecular Plant》（中科院1區(qū)Top期刊，影響因子13.16）合作發(fā)表了題為“The RALF1-FERONIA Complex Interacts with and Activates TOR Signaling in Response to Low Nutrients”的研究論文，揭示了低氮脅迫下RALF1-FER通過激活TOR信號通路促進植物真葉生長的新機制。

雷帕霉素靶蛋白（TOR）是真核生物中高度保守的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，在整合營養(yǎng)、能量、生長因子及環(huán)境信號，協(xié)調(diào)細胞增殖、生長和代謝等過程中發(fā)揮核心作用。該研究發(fā)現(xiàn)FER與TOR存在相互作用，FER/RIPK能夠?qū)OR復合體重要組分RAPTOR1B磷酸化，激活TOR信號通路。代謝組學及遺傳學分析顯示，FER和TOR缺失突變體具有類似的代謝表型，且兩種激酶均為植物響應低氮脅迫所必需（圖A）。作為受體FER的配體，RALF1小肽促進FER-TOR互作、增強TOR激酶活性，促進低氮脅迫下植物的真葉生長（圖B，C）。該工作將FER這個植物生長的關鍵調(diào)控因子與營養(yǎng)調(diào)控明星分子TOR聯(lián)系起來，為理解植物生長與營養(yǎng)信號的協(xié)調(diào)機制提供了分子證據(jù)，同時也說明小肽影響植物生長發(fā)育的功能多樣性。目前，基因中心與玉溪中煙種子公司合作開展小肽影響煙草種子活力研究，以期鑒定獲得能夠促進種子活力和生長勢的煙草內(nèi)源小肽。

RALF1-FER-TOR調(diào)控低氮脅迫下的真葉生長

湖南大學生物學院博士后宋麗梅博士、國家煙草基因研究中心徐國云副研究員和湖南大學博士研究生李婷婷為該論文的共同第一作者，湖南大學于峰教授和朱思睿副研究員為該文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國博士后科學基金、河南省科技攻關等項目的資助。