探討馬鈴薯硝酸還原酶之轉錄因子，有助於增加氮的利用效率以減少化肥的使用
2025/04/15 @國際
摘要
StCDF1為馬鈴薯塊莖形成及氮同化的重要調控因子，會抑制氮同化中關鍵酵素硝酸還原酶的表達，若將StCDF1靜默可使植株在有限的氮環境下生長較佳，藉由遺傳調控的研究，期望未來能應用在開發高氮利用效率的品種，以維持糧食安全。
示意圖
氣候變遷及人口增長正威脅著糧食安全，因此科學家藉由遺傳相關研究以增加作物的韌性，近期農業基因體研究中心(Centre for Research in Agricultural Genomics, CRAG)與荷蘭瓦赫寧根大學(University of Wageningen)合作探討StCDF1基因對於馬鈴薯氮利用效率的重要性，相關文獻發表於New Phytologist期刊。
前人研究中顯示StCDF1是調節馬鈴薯塊莖形成的重要因子，當馬鈴薯感受到日長逐漸變短、溫度降低，會使得塊莖開始進入休眠，直到隔年春天回溫才重新發芽、生長，是因應冬季的重要策略。在野生馬鈴薯中，塊莖形成必需要短日照誘導，然而現代的栽培品種中，皆帶有一突變的基因座earliness，使得塊莖形成不再受日長影響，而這個自然變異是在馬鈴薯傳入歐洲之後發生，該突變增強了StCDF1表達，促使塊莖形成的相關基因SP6A表達。
最新研究顯示，StCDF1不僅為塊莖形成的上游調控因子，同時直接控制氮同化與運輸相關基因表達。硝酸還原酶Nitrate Reductas基因(StNR)是細胞中硝酸根還原的速率決定關鍵酵素，StCDF1藉由辨認並結合在StNR啟動子上，負向調控其表達，試驗結果顯示，若將StCDF1剔除使轉錄量降低，在有限的氮環境下突變株表現較佳；若使StCDF1基因靜默，馬鈴薯StNR表達量增加使氮的利用效率更佳。
此研究闡明StCDF1對於調節馬鈴薯塊莖形成及氮同化途徑的雙重作用，藉由氮同化相關基因及轉錄因子的基礎研究，期望未來可應用於培育高氮利用效率的馬鈴薯以減少化肥施用，朝著更具韌性且環保的目標發展，以確保糧食安全及農業的永續性。【延伸閱讀】-糧食安全與環境永續之重要三項關鍵技術領域
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