文章信息

文章题目：NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants

期刊：Cell

发表时间：2025 年 8 月 11 日

主要内容：华南农业大学农学院/未来作物精准育种基础研究卓越中心/岭南现代农业科学与技术广东省实验室储成才/胡斌团队在 Cell 在线发表了题为“NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants”的研究论文。该研究发现硝酸盐受体 NRT1.1B 对逆境激素脱落酸（ABA）具有更高的亲和力，它能作为细胞膜 ABA 受体，介导其信号感知与传导。ABA 与硝酸盐竞争性结合 NRT1.1B，进而实现氮营养状态与逆境信号的整合。这一突破性发现表明，除胞内受体外，细胞膜上同样存在感知 ABA 的受体，更为关键的是，该研究揭示了植物平衡养分利用与逆境适应的分子机制，为培育兼具氮高效利用与抗逆特性的作物新品种提供了理论支撑。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.07.027

使用TransGen产品：

• TransScript^® One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311)

• PerfectStart^® Green qPCR SuperMix (AQ601)

• ProteinFind^® Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody (HT801)

• Trans5α Chemically Competent Cell (CD201)

• BL21 Chemically Competent Cell (CD901)

背景介绍

植物激素脱落酸（ABA）是植物最重要的逆境响应激素，通过调控植物生长发育、气孔关闭以及多种生理代谢过程，帮助植物适应逆境环境。目前，以细胞质受体 RCAR/PYR1/PYLs 为核心的经典 ABA 信号通路已被揭示。然而，研究表明 ABA 信号能够在细胞膜上被感知，并且这一过程在 ABA 信号响应中具有重要作用。但长期以来，对细胞膜 ABA 受体的鉴定及其功能研究仍不明确，这在一定程度上限制了对 ABA 信号多样化感知与传导机制的深入理解。

文章概述

在自然环境中，矿质营养元素的有效浓度通常维持在较低水平。然而，当前植物逆境生物学和 ABA 信号研究大多采用营养过剩的培养条件。以常用的 MS 培养基为例，其有效氮含量高达约 60 mM，远超自然土壤中通常不足 1 mM 的氮水平。这种显著的氮营养差异是否会影响植物对 ABA 的响应？研究结果显示，在低硝酸盐（LN）条件下，水稻对生理浓度 ABA（100 nM）表现出强烈的转录响应；而在高硝酸盐（HN）条件下，这种响应则受到明显抑制。具体而言，HN 条件下被 ABA 激活的基因数量不及 LN 条件下的30%（图1A），且基因表达的上调幅度也显著降低（图1B）。这表明 LN 环境能诱导更活跃的 ABA 响应，同时也强烈提示植物体内可能存在整合氮营养状态与 ABA 信号通路的分子调控机制。

图1 氮营养状态决定植物 ABA 应答反应

NRT1 家族是植物中最早被发现的一类硝酸盐转运蛋白，目前已知该家族成员主要参与调控氮素利用过程。其中，NRT1.1B 作为定位在细胞膜上的水稻硝酸盐受体，能够直接感知外界硝酸盐信号并启动相应的生理响应。研究发现，通过药物亲和反应靶向稳定性（DARTS）和微量热泳动（MST）实验均证实 NRT1.1B 能够直接与 ABA 结合。特别值得注意的是，NRT1.1B 与 ABA 结合的平衡解离常数（Kd）约为 200 nM，这与植物体内 ABA 的生理浓度范围高度吻合。更引人关注的是，NRT1.1B 对 ABA 的亲和力显著高于其对硝酸盐的亲和力（结合硝酸盐的 Kd 值约为 200 μM），这一发现强烈提示 NRT1.1B 可能作为 ABA 受体发挥重要的生物学功能。

SPX4 是植物营养信号通路中关键的负调控因子，它通过与转录因子相互作用，阻止后者从细胞质向细胞核的转运。本研究发现，ABA 能够诱导 NRT1.1B 与 SPX4 在细胞膜上发生相互作用，提示 NRT1.1B-SPX4 信号模块可能通过调控转录因子在细胞质与细胞核的转运来实现 ABA 信号传递。为系统解析这一信号通路，研究者采用定量蛋白质组学技术，对 ABA 诱导后发生核定位变化的转录因子进行了全面筛选。结果显示，NLP 家族成员 NLP4 在 ABA 刺激下能快速入核，而这一过程受到 SPX4 的抑制。而 NRT1.1B 感知 ABA 信号后，可通过招募 SPX4 来解除其对 NLP4 的束缚，使 NLP4 得以入核并激活 ABA 转录响应，从而构建了从细胞膜感知到细胞核响应的完整信号通路（NRT1.1B-SPX4-NLP4）。更为重要的是，ABA 和硝酸盐能够竞争性结合 NRT1.1B，使植物能够根据不同氮营养状态灵活调控 ABA 应答。在低硝酸盐条件下，NRT1.1B 主要作为 ABA 受体，通过上述信号模块激活强烈的 ABA 响应；而在高硝酸盐条件下，硝酸盐会竞争性抑制 ABA 与 NRT1.1B 的结合，在促进氮素利用的同时减弱 ABA 反应（图2）。这种基于 NRT1.1B "双受体"功能的调控机制，使植物能够根据环境营养状况，在逆境防御和营养吸收之间实现动态平衡。值得一提的是，NRT1.1B 的 ABA 结合位点在高等植物 NRT1.1 同源蛋白中高度保守。实验证实 ABA 能促进拟南芥、玉米和小麦中相应 NRT1.1-SPX 的相互作用，说明 NRT1.1 介导的 ABA 信号感知在植物界具有普遍性。这一机制在植物适应自然环境过程中，对协调养分利用和逆境响应起着关键作用。大田干旱实验进一步验证了上述发现：在低氮和干旱双重胁迫下，NRT1.1B 对维持水稻产量具有不可替代的作用。因此，通过对 NRT1.1B 的精准设计和遗传改良，有望打破作物高产与抗逆性之间的拮抗，培育出兼具养分高效利用和逆境抗性的作物新品种，有望为“减肥节水”的资源高效型农业提供重要支撑。

图2 NRT1.1B-SPX4-NLP4 模块整合氮营养与 ABA 信号通路

综上所述，NRT1.1B 作为跨膜 ABA 受体的发现，标志着 ABA 信号传导领域取得重大突破，推动了该领域研究范式的革新。这一发现为解析植物协调营养信号与胁迫响应的分子机制建立了重要理论框架。该研究不仅拓展了植物环境适应机制的基础理论认知，更为创制抗逆作物的生物技术应用开辟了新前景。更重要的是，该研究为阐明不同物种植物适应复合逆境的分子机制提供了全新研究方向。

全式金生物产品支撑

优质的试剂是科学研究的利器。全式金生物的反转录试剂（AT311）、qPCR 试剂（AQ601）、抗 GFP 鼠单克隆抗体（HT801）、克隆感受态细胞（CD201）、BL21 感受态细胞（CD901）助力本研究。产品自上市以来，深受客户青睐，多次荣登 Cell、Nature、Science 等知名期刊，助力科学研究。

TransScript^® One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311)

本产品以 RNA 为模板，在同一反应体系中，合成第一链 cDNA 的同时去除 RNA 模板中残留的基因组 DNA。 

产品特点

• 在同一反应体系中，同时完成反转录与基因组 DNA 的去除，操作简便，降低污染机率。

• 产物用于 qPCR：反转录 15 分钟；产物用于 PCR：反转录 30 分钟。

• 反应结束后，同时热失活 RT/RI 与 gDNA Remover。

• 合成片段 ≤12 kb。

PerfectStart^® Green qPCR SuperMix (AQ601)

本产品包含 PerfectStart^® Taq 热启动酶、优化的双阳离子缓冲液、SYBR Green I 荧光染料、dNTPs、PCR 增强剂、PCR 稳定剂。本产品浓度为 2×，使用时只需加入模板、引物、Universal Passive Reference Dye 和水，使其工作浓度为 1×，即可进行反应。

产品特点

• 3 种抗体封闭，特异性高，灵敏度高，扩增效率强，适用物种范围广。

• 扩增效率高，标准曲线线性关系好。

• 稳定性好，37℃ 保存 7 天，反复冻融 25 次，性能均无明显变化。

• 双阳离子缓冲液，增强特异性，减少引物二聚体形成，数据准确。

• 配有适用于不同机型的 Passive Reference Dye，校正孔间误差，数据准确。

ProteinFind^® Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody（HT801）

抗 GFP 标签鼠单克隆抗体为高纯度的抗小鼠单克隆抗体，属 IgG₁ 同型，免疫原为人工合成的全长 GFP 蛋白。

产品特点

• 高纯度的抗小鼠单克隆抗体，特异性强。

• 高度特异识别重组蛋白 C 末端或 N 末端的 GFP 标签。

• 适用于定性或定量检测 GFP 融合表达蛋白。

Trans5α Chemically Competent Cell (CD201)

本产品经特殊工艺制作，可用于 DNA 的化学转化。使用 pUC19 质粒 DNA 检测，转化效率高达 10⁸ cfu/μg DNA 以上。

产品特点

• 适用于蓝白斑筛选。

• rec A1 和 end A1 的突变有利于克隆 DNA 的稳定和高纯度质粒 DNA 的提取。

BL21 Chemically Competent Cell (CD901)

本产品经特殊工艺制作，可用于 DNA 的化学转化。使用 pUC19 质粒 DNA 检测，转化效率可达 10⁷ cfu/μg DNA。

产品特点

• 细胞具有四环素(Tet^R)抗性。

• 适用于毒性蛋白的表达，适用于 Tac 启动子系统，如 pGEX，pMAL。

• Control Plasmid II (Amp⁺)用于检测细胞是否具有表达功能，表达的蛋白大小量约 26 kDa。

全式金生物的产品再度亮相 Cell 期刊，不仅是对全式金生物产品卓越品质与雄厚实力的有力见证，更是生动展现了全式金生物长期秉持的“品质高于一切，精品服务客户”核心理念。一直以来，全式金生物凭借对品质的执着追求和对创新的不懈探索，其产品已成为众多科研工作者信赖的得力助手。展望未来，我们将持续推出更多优质产品，期望携手更多科研领域的杰出人才，共同攀登科学高峰，书写科研创新的辉煌篇章。

使用 TransScript^® One-Step gDNA Removal and cDNA Synthesis SuperMix (AT311) 产品发表的部分文章：

• Gong Q, Wang Y, He L, et al. Molecular basis of methyl-salicylate-mediated plant airborne defence[J]. Nature, 2023.(IF 64.80)

• Guan J, Wang G, Wang J, et al. Chemical reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem cells[J]. Nature, 2022.(IF 49.00)

• Wang J Z, Chen T Y, Zhang Z D, et al. Remodelling autoactive NLRs for broad-spectrum immunity in plants [J]. Nature, 2025.(IF 48.50)

• Wang S, Du Y, Zhang B, et al. Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islets under abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient[J]. Cell,  2024.(IF 45.50)

• Zhao P Z, Yang H, Sun J Y, et al. Targeted MYC2 stabilization confers citrus Huanglongbing resistance [J]. Science, 2025.(IF 44.70)

• Chen J, Ou Y, Luo R, et al. SAR1B senses leucine levels to regulate mTORC1 signalling[J]. Nature, 2021.(IF 42.77)

• Ma X J, Wang W, Zhang J Y, et al. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Chen J, Ou Y, Yang Y, et al. KLHL22 activates amino-acid-dependent mTORC1 signalling to promote tumorigenesis and ageing[J]. Nature, 2018.(IF 40.13)

• Zhao K, Xue H, Li G, et al. Pangenome analysis reveals structural variation associated with seed size and weight traits in peanut[J]. Nature genetics, 2025.(IF 31.80)

• Liu S, Liu C, Lv X, et al. The chemokine CCL1 triggers an AMFR-SPRY1 pathway that promotes differentiation of lung fibroblasts into myofibroblasts and drives pulmonary fibrosis[J]. Immunity, 2021.(IF 31.74)

• Huang L, Wei M, Li H, et al. GP73-dependent regulation of exosome biogenesis promotes colorectal cancer liver metastasis[J]. Molecular Cancer, 2025.(IF 27.70)

• Fan H, Quan S, Ye Q, et al. A molecular framework underlying low-nitrogen-induced early leaf senescence in Arabidopsis thaliana[J]. Molecular Plant, 2023.(IF 27.50)

使用 PerfectStart^® Green qPCR SuperMix (AQ601) 产品发表的部分文章：

• Wang K, Zhang Z, Hang J, et al. Microbial-host-isozyme analyses reveal microbial DPP4 as a potential antidiabetic target[J]. Science, 2023.(IF 56.90)

• Feng C, Chen B, Hofer J, et al. Genomic and genetic insights into Mendel's pea genes[J]. Nature, 2025.(IF 48.50)

• Ma X J, Wang W, Zhang J Y, et al. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Li F, Si W, Xia L, et al. Positive feedback regulation between glycolysis and histone lactylation drives oncogenesis in pancreatic ductal adenocarcinoma[J]. Molecular Cancer, 2024.(IF 37.30)

• Qu P, Rom O, Li K, et al. DT-109 ameliorates nonalcoholic steatohepatitis in nonhuman primates[J]. Cell metabolism, 2023, (IF 29.00)

• Chen C, Zhang Z, Liu C, et al. ABCG2 is an itaconate exporter that limits antibacterial innate immunity by alleviating TFEB-dependent lysosomal biogenesis[J]. Cell metabolism, 2024,(IF 27.70)

• Zhang Z, Chen C, Yang F, et al. Itaconate is a lysosomal inducer that promotes antibacterial innate immunity[J]. Molecular Cell, 2022.(IF 19.33)

• He K, Dong X, Yang T, et al. Smoking aggravates neovascular age-related macular degeneration via Sema4D-PlexinB1 axis-mediated activation of pericytes[J]. Nature Communications, 2025,(IF 15.70)

• Yin L, Zhang E, Mao T, et al. Macrophage P2Y6R activation aggravates psoriatic inflammation through IL-27-mediated Th1 responses[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2024,(IF 14.80)

• Zhou M, Li Y, Qian J, et al. P2Y14R activation facilitates liver regeneration via CREB/DNMT3b/Dact-2/β-Catenin signals in acute liver failure[J]. Acta Pharmaceutica Sinica B, 2025,(IF 14.60)

• He L, Ma S, Ding Z, et al. Inhibition of NFAT5‐Dependent Astrocyte Swelling Alleviates Neuropathic Pain[J]. Advanced Science, 2024.(IF 14.30)

• Yang X, Lin G, Chen Y, et al. Chlorquinaldol Alleviates Lung Fibrosis in Mice by Inhibiting Fibroblast Activation through Targeting Methionine Synthase Reductase[J]. ACS Central Science, 2024,(IF 13.10)

• Zhang Z, Chen C, Liu C, et al. Isocyanic acid–mediated NLRP3 carbamoylation reduces NLRP3-NEK7 interaction and limits inflammasome activation[J]. Science Advances, 2025,(IF 12.50)

使用 ProteinFind^® Anti-GFP Mouse Monoclonal Antibody (HT801) 产品发表的部分文章：

• Li Y, Zhang Z, Chen J, et al. Stella safeguards the oocyte methylome by preventing de novo methylation mediated by DNMT1[J]. Nature, 2018. (IF 50.50)

• Wu M, Bian X, Huang B, et al. HD-Zip proteins modify floral structures for self-pollination in tomato[J]. Science, 2024. (IF 44.70)

• Ma X J, Wang W, Zhang J Y, et al. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Zhao S, Makarova K S, Zheng W, et al. Widespread photosynthesis reaction centre barrel proteins are necessary for haloarchaeal cell division[J]. Nature Microbiology, 2024. (IF 20.50)

• Shi Q, Xia Y, Wang Q, et al. Phytochrome B interacts with LIGULELESS1 to control plant architecture and density tolerance in maize[J]. Molecular Plant, 2024. (IF 17.10)

• Fan H, Quan S, Ye Q, et al. A molecular framework underlying low-nitrogen-induced early leaf senescence in Arabidopsis thaliana[J]. Molecular Plant, 2023. (IF 17.10)

• Wang J D, Wang J, Huang L C, et al. ABA-mediated regulation of rice grain quality and seed dormancy via the NF-YB1-SLRL2-bHLH144 Module[J]. Nature Communications, 2024. (IF 14.70)

• Meng T, Chen X, He Z, et al. ATP9A deficiency causes ADHD and aberrant endosomal recycling via modulating RAB5 and RAB11 activity[J]. Molecular Psychiatry, 2023. (IF 9.60)

使用 Trans5α Chemically Competent Cell (CD201) 产品发表的部分文章：

• Zhong S, Ding W, Sun L, et al. Decoding the development of the human hippocampus[J]. Nature, 2020.(IF 50.50)

• Kang X, Li X R, Zhou J Q, et al. Extrachromosomal DNA replication and maintenance couple with DNA damage pathway in tumors [J]. Cell, 2025.(IF 45.50)

• Jiang Y, Dai A R, Huang Y W, et al. Ligand-induced ubiquitination unleashes LAG3 immune checkpoint function by hindering membrane sequestration of signaling motifs [J]. Cell, 2025.(IF 45.50)

• Ou X M, Ma C Y, Sun D J, et al. SecY translocon chaperones protein folding during membrane protein insertion [J]. Cell, 2025.(IF 45.50)

• Zhao Y, Ping Y Q, Wang M W, et al. Identification, structure and agonist design of an androgen membrane receptor [J]. Cell, 2025.(IF 45.50)

• Wen X, Shang P, Chen H D, et al. Evolutionary study and structural basis of proton sensing by Mus GPR4 and Xenopus GPR4 [J]. Cell, 2025.(IF 45.50)

• Hu Q L, Liu H H, He Y J, et al. Regulatory mechanisms of strigolactone perception in rice [J]. Cell, 2024.(IF 45.50)

• Shang P, Rong N, Jiang J J, et al. Structural and signaling mechanisms of TAAR1 enabled preferential agonist design[J]. Cell, 2023.(IF 45.50)

• Ma X J, Wang W, Zhang J Y, et al. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Jiang L, Xie X, Su N, et al. Large Stokes shift fluorescent RNAs for dual-emission fluorescence and bioluminescence imaging in live cells[J]. Nature Methods, 2023.(IF 36.10)

使用 BL21 Chemically Competent Cell (CD901) 产品发表的部分文章：

• Shen W, Gong B, Xing C, et al. Comprehensive maturity of nuclear pore complexes regulates zygotic genome activation[J]. Cell, 2022.(IF 66.85)

• Bi G, Su M, Li N, et al. The ZAR1 resistosome is a calcium-permeable channel triggering plant immune signaling[J]. Cell, 2021.(IF 66.85)

• Zhong S, Li L, Wang Z, et al. RALF peptide signaling controls the polytubey block in Arabidopsis[J]. Science, 2022.(IF 63.71)

• Ma X J, Wang W, Zhang J Y, et al. NRT1.1B acts as an abscisic acid receptor in integrating compound environmental cues for plants[J]. Cell, 2025.(IF 42.50)

• Wang Z, Sheng C, Kan G, et al. RNAi screening identifies that TEX10 promotes the proliferation of colorectal cancer cells by increasing NF‐κB activation[J]. Advanced Science, 2020.(IF 15.84)