农业生态系统中氮肥的投入不仅关乎作物的产量，还直接关系到作物的健康状况。研究显示，过量施用无机氮肥会增加作物患病的风险。这是因为过量的氮肥改变了土壤微生物群落结构，导致病原体累积；同时，植物体内过高的氮水平可能会影响其免疫功能和代谢产物组成，进而影响植物与病原体的相互作用。然而，在探讨氮素如何通过影响植物氮代谢来改变其免疫反应以及病原体致病机制的具体细节方面，仍有许多研究空间。

山东农业大学园艺科学与工程学院巩彪团队在《New Phytologist》发表了题为High-nitrogen-induced γ-aminobutyric acid triggers host immunity and pathogen oxidative stress tolerance in tomato and Ralstonia solanacearuminteraction的研究论文。

点击阅读该团队近期相关成果：

最新研究发现，本研究得到了史庆华、李传友、季托、汪城墙、朱鸿亮等老师的支持，获农业农村部农业科研杰出人才培养计划、泰山学者工程计划、国家自然科学基金和山东省青创团队支持计划的资助。在增加氮肥施用量的情况下，番茄青枯病的发生率明显上升。通过研究番茄的氮代谢路径及其衍生化合物，他们鉴定了五种受氮水平影响的代谢物。进一步实验表明，这些代谢物中的伽马氨基丁酸（GABA）能够显著加剧番茄青枯病的发生，因此成为研究的重点。后续研究揭示，硝酸盐感应器SlNLP7蛋白通过与GABA合成相关基因SlGAD2和SlGAD4的启动子区域结合，促进高氮条件下SlGAD2和SlGAD4的表达以及GABA的合成。尽管GABA提升了番茄的基本免疫能力，但它也导致了青枯病症状的加剧。研究人员认为，寄主体内产生的GABA可能被青枯菌感知并增强了其毒性。此外，研究还发现，GABA提高了青枯菌对氧化应激的耐受能力，并鉴定出一个核心转录因子——OxyR蛋白，它可以与GABA相互作用，促进其二聚化及与DNA的结合，进而增强过氧化氢酶基因katE和katGa的表达，使青枯菌具备更强的抗氧化能力和致病性。这项研究揭示了GABA在激活宿主免疫系统的同时也增强了病原体毒性的作用机制，展示了氮素水平如何影响番茄与青枯菌之间复杂的相互作用。

若将植物与病原体的关系比喻为一场战争，那么土壤中的氮元素就像是战场上不可或缺的粮食。守卫者（番茄）储存粮食（GABA），准备战斗（免疫激活）；而进攻者（青枯菌）则夺取这些粮食（GABA），增强自己的战斗力（致病性）。由此可见，谁能控制粮食（氮资源），谁就能在战斗中占据优势。不幸的是，青枯菌在这方面展示出了比番茄更为高效的识别和利用氮的能力。这一发现为农业生产中化肥的合理应用以及“环境-植物-病原”三者之间互动关系的理解提供了新的视角。

农业生态系统中氮肥的投入不仅关乎作物的产量，还直接关系到作物的健康状况。研究显示，过量施用无机氮肥会增加作物患病的风险。这是因为过量的氮肥改变了土壤微生物群落结构，导致病原体累积；同时，植物体内过高的氮水平可能会影响其免疫功能和代谢产物组成，进而影响植物与病原体的相互作用。然而，在探讨氮素如何通过影响植物氮代谢来改变其免疫反应以及病原体致病机制的具体细节方面，仍有许多研究空间。

山东农业大学园艺科学与工程学院巩彪团队在《New Phytologist》发表了题为High-nitrogen-induced γ-aminobutyric acid triggers host immunity and pathogen oxidative stress tolerance in tomato and Ralstonia solanacearuminteraction的研究论文。

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最新研究发现，本研究得到了史庆华、李传友、季托、汪城墙、朱鸿亮等老师的支持，获农业农村部农业科研杰出人才培养计划、泰山学者工程计划、国家自然科学基金和山东省青创团队支持计划的资助。在增加氮肥施用量的情况下，番茄青枯病的发生率明显上升。通过研究番茄的氮代谢路径及其衍生化合物，他们鉴定了五种受氮水平影响的代谢物。进一步实验表明，这些代谢物中的伽马氨基丁酸（GABA）能够显著加剧番茄青枯病的发生，因此成为研究的重点。后续研究揭示，硝酸盐感应器SlNLP7蛋白通过与GABA合成相关基因SlGAD2和SlGAD4的启动子区域结合，促进高氮条件下SlGAD2和SlGAD4的表达以及GABA的合成。尽管GABA提升了番茄的基本免疫能力，但它也导致了青枯病症状的加剧。研究人员认为，寄主体内产生的GABA可能被青枯菌感知并增强了其毒性。此外，研究还发现，GABA提高了青枯菌对氧化应激的耐受能力，并鉴定出一个核心转录因子——OxyR蛋白，它可以与GABA相互作用，促进其二聚化及与DNA的结合，进而增强过氧化氢酶基因katE和katGa的表达，使青枯菌具备更强的抗氧化能力和致病性。这项研究揭示了GABA在激活宿主免疫系统的同时也增强了病原体毒性的作用机制，展示了氮素水平如何影响番茄与青枯菌之间复杂的相互作用。

若将植物与病原体的关系比喻为一场战争，那么土壤中的氮元素就像是战场上不可或缺的粮食。守卫者（番茄）储存粮食（GABA），准备战斗（免疫激活）；而进攻者（青枯菌）则夺取这些粮食（GABA），增强自己的战斗力（致病性）。由此可见，谁能控制粮食（氮资源），谁就能在战斗中占据优势。不幸的是，青枯菌在这方面展示出了比番茄更为高效的识别和利用氮的能力。这一发现为农业生产中化肥的合理应用以及“环境-植物-病原”三者之间互动关系的理解提供了新的视角。