蔡宜芳
中央研究院 院士
美國國家科學院 國際院士
中央研究院 分子生物研究所 特聘研究員
yftsay@gate.sinica.edu.tw
1950 到1960年代的綠色革命大幅提高了全球農作物產量，為世界人口成長奠定了基礎。綠色革命成功的關鍵因素之一是廣泛使用肥料，特別是氮肥。氮肥的大量使用是美麗也是哀愁，提高作物產量的同時也對環境造成極大的威脅。如何提高農作物的氮利用效率，是永續農業中的迫切課題。作物主要以硝酸鹽的形式吸收氮肥。我們的研究團隊專注於了解植物中的硝酸鹽運輸和訊號傳導。我們工作的四項重大突破已被納入植物生理學教科書： 1. 發現第一個硝酸鹽轉運蛋白CHL1，開啟了在分子層面研究硝酸鹽的吸收和轉運的新契機。 2. CHL1 是一種雙親和力轉運蛋白，與大多數轉運蛋白不同，它能夠透過磷酸化在高親和力和低親和力轉運模式之間切換。 3. CHL1 也是植物的硝酸鹽感測器：我們發現 CHL1 還可以感知土壤中的硝酸鹽多寡，為植物提供檢測營養源的能力。這項發現顯示其他運輸蛋白可能在植物和動物感知各種營養物質方面發揮類似的作用。 4. 修正氮運輸經典理論：傳統的理論認為有機氮只在篩管中運輸，無機氮則侷限於導管內運送。我們的研究顯示無機的硝酸鹽也可以在篩管中運輸，從而推翻了這個理論，它在優化植物的氮利用效率方面扮演關鍵的角色。 最近，我們將這些基礎研究成果應用於農業實踐，期望可以推動永續農業的實踐。
關鍵詞：
硝酸鹽 、氮利用效率、轉運蛋白、永續農業
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