首页作者：Weiyu Cao, Hai Sun, Cai Shao, Yue Wang, Jiapeng Zhu, Hongjie Long, Xiaomeng Geng, Yanmei Cui, Xiangyu Hu, Changwei Sun, Yayu Zhang*
刊物名称：Plant Stress
发表年月：October 2025
摘要内容：氮（N）和钾（K）是植物生长发育所必需的大量营养素；然而，它们在药用植物中协同调控次生代谢的分子机制尚不明确。在此，我们采用生理学、代谢组学和转录组学相结合的方法，系统研究了人参根在氮和钾缺乏应激下的代谢响应网络。实验设置了四种处理组：氮钾充足（N1K1）、氮缺乏（N0K1）、钾缺乏（N1K0）以及双重氮钾缺乏（N0K0）。氮和/或钾的缺乏显著降低了根部生物量的积累和光合作用效率，抑制了人参皂苷的生物合成，并诱导了氧化应激反应。代谢组学分析表明，氮和钾缺乏应激通过抑制关键的氮同化酶（谷氨酰胺合成酶和硝酸盐还原酶）以及 ABC 转运蛋白的功能，扰乱了 C–N 资源分配，从而抑制了次生代谢途径，特别是萜类骨架的生物合成。转录组分析进一步表明，N–K 相互作用协同调节了硝酸盐转运蛋白基因、萜类生物合成基因和外排转运蛋白的表达水平。这种重编程激活了短期防御机制，但在长期应激下最终导致能量耗竭和氧化损伤。本研究首次从分子层面阐明了氮和钾如何通过资源竞争和代谢权衡协同调节人参皂苷的生物合成，为优化药用植物的矿质营养管理、以同时促进生长和次生代谢物产量奠定了理论基础。
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原文链接：https://doi.org/10.1016/j.stress.2025.101107