深入了解调节植物根系对氮的利用的基因和蛋白质控制系统，可以帮助开发需要较少氮肥就能获得可接受产量的作物。东北大学的植物生物化学家 Soichi Kojima 及其同事在《植物科学前沿》杂志上发表的一篇文章中讨论了他们的发现和未来计划。

根除植物如何控制氮的使用

氮对植物来说是如此重要的营养素，以至于全世界的农田都撒上了大量的含氮肥料。这些肥料主要含有铵离子 (NH4 +) 形式的氮，这是植物根部最容易吸收氮的化学形式。然而，土壤中过量的氮以及流入湖泊和河流的排水径流会导致严重的生态失衡，包括藻类大量繁殖导致水体脱氧并杀死鱼类和其他水生生物。

“现代农业研究的主要目标之一是开发出无需大量添加氮即可健康生长的作物，”小岛说。他补充说，这一目标背后还有重要的经济和环境激励措施，并指出：“目前需要从大量化石燃料中获取能量，将空气中的氮转化为用于肥料的铵。”

研究人员对小型开花植物拟南芥 (Arabidopsis thaliana) 进行了研究，这是一种用于植物科学实验室研究的常见物种。

“总的来说，我们的结果揭示了在基因水平上，当植物在根部利用氮肥时的调节机制，”Kojima 说。

该团队的下一步是确定他们在拟南芥中发现的过程是否被其他植物物种共享，尤其是水稻和其他谷物等主要作物。如果这一点得到证实，它将为植物育种家和遗传学家开辟一条道路，让他们培育出可能需要更少肥料的作物，同时仍能生产出养活世界所需的产量。提高氨基酸制造酶的产量或活性可能是成功的关键。