近日，上海交通大学农业与生物学院单细胞研究中心左开井课题组在知名杂志Plant Physiology上发表了题为 “CALMODULIN-LIKE 38 and PEP1 RECEPTOR 2 integrate nitrate and brassinosteroid signals to regulate root growth” 的研究论文。该研究发现，CML38和PEPR2两个蛋白共同整合氮素与油菜素内酯信号转导过程，协同调控根系发育，防止植物中N资源的快速消耗从而提高植物中氮素资源的合理利用。

氮素（N）是决定作物生长发育的主要营养因子，增施氮肥是提高农作物产量简单、有效的方式。但是，由于农作物对氮肥的吸收利用率较低，近年来氮肥的过量施用造成一系列环境污染问题。发掘氮素高效基因并开展作物新品种选育，对于减少氮肥施用提高农作物的产量，缓解氮肥过度使用的环境污染具有重要意义。
研究发现，拟南芥中类钙调蛋白CML38与小肽受体蛋白PEPR2相互作用，受硝酸盐信号诱导，负调控硝酸盐信号途径相关基因表达，抑制硝酸盐同化途径；同时，CML38与PEPR2相互作用正向调控BR信号途径传递，有利于增加BES1的去磷酸化水平。CML38与PEPR2在低氮信号条件下，如同2个正-负向精细开关，既可以促进在低氮条件下根系发育寻找土壤中新的氮源，又可以抑制根系过快生长防止氮素快速消耗，实现根系生长-氮素利用的动态平衡。
该研究结论为深入研究氮信号网络、发掘氮高效的调控因子提供理论依据，进而为提高农作物产量提供重要的研究方向。

上海交通大学博士生宋晓云为论文第一作者，左开井教授为通讯作者。该研究得到转基因专项（016AA08005-003, 2019AA08009-010）、生农交叉基金等项目资助。