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缺氮（N）時植物提早開花的機制

 

圖片來源：維基百科

氮（N，nitrogen）是植物必須營養素之一，植物最需要補充的三大元素為氮、磷（P，phosphorus）、鉀（K，potassium）。生長在氮充足的環境中的植物不僅莖葉生長旺盛，還晚開花，而生長在氮缺乏的環境中的植物會提早開花，莖葉呈現淡綠色。

到底為什麼氮不足的時候會提早開花，最近北海道大學（Hokkaido University）的研究團隊破解了其中的機制。他們發現，阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）中有一個稱為FBH4（FLOWERING BHLH 4）的基因，在缺氮時會呈現去磷酸化（dephosphorylation）的現象；當它在去磷酸化的狀態時，會移動到細胞核中，活化與開花有關的基因，促使植物提早開花。不只是這樣，FBH4還會活化與氮回收及氮再移動（remobilization）相關的基因，讓植物可以更好的利用本來有的氮元素。

是誰造成FBH4的去磷酸化呢？原來植物有個稱為SnRK1的基因負責FBH4的磷酸化。當植物生活在缺氮環境下，SnRK1的活性會受到抑制，於是FBH4就會呈現去磷酸化的狀態，然後開花的基因就被活化了。

參考文獻：

Miho Sanagi, Shoki Aoyama, Akio Kubo, Yu Lu, Yasutake Sato, Shogo Ito, Mitsutomo Abe, Nobutaka Mitsuda, Masaru Ohme-Takagi, Takatoshi Kiba, Hirofumi Nakagami, Filip Rolland, Junji Yamaguchi, Takato Imaizumi, Takeo Sato. Low nitrogen conditions accelerate flowering by modulating the phosphorylation state of FLOWERING BHLH 4 in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (19): e2022942118 DOI: 10.1073/pnas.2022942118

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