2024年11月2日，中国农业大学武维华院士和汪洋教授团队在New Phytologist杂志发表了题为CPK28-mediated phosphorylation enhances nitrate transport activity of NRT2.1 during nitrogen deprivation的研究论文。文章研究揭示了在氮匮乏条件下，CPK28激酶活性增强，并特异性地磷酸化NRT2.1的Ser21位点，促进硝酸盐转运。
硝酸盐（NO3−）是大多数陆地植物吸收的主要无机氮源。硝酸盐转运体（NRTs）促进了从土壤中获取硝酸盐，其中NRT2.1是关键的高亲和力硝酸盐转运体。NRT2.1具有多个潜在磷酸化位点，在各种生理条件下受到复杂调节。
本研究发现钙素蛋白激酶28（CPK28）在缺氮条件下能够正调节硝酸盐的摄取。研究发现CPK28是免疫沉淀和质谱法靶向激酶，并通过基于定量MS的磷蛋白组学检测了cpk28中NRT2.1在植物体内的磷酸化状态。结合体外磷酸化实验和使用磷特异性抗体的免疫印迹，本研究成功地证明了CPK28特异性磷酸化NRT2.1的Ser21位点。
在非洲爪蟾卵卵母细胞中进行的功能分析显示，CPK28的共表达显著增强了NRT2.1的高亲和力硝酸盐摄取。使用转基因植物的进一步研究表明，模拟磷酸化变体NRT2.1S21E（而不是非磷酸化变体NRT2.1S21A），在nrt2.1和cpk28突变背景中完全恢复了高亲和力15NO3−摄取能力。
Expression levels of NRT2.1 and CPK28 and the kinase activity of CPK28 under various nitrate treatments.
这项研究证明了CPK28的激酶活性在氮匮乏条件下，CPK28的激酶活性得到了促进。这些重要发现为管理硝酸盐需求适应的复杂监管机制提供了宝贵的见解。
文章链接：https://doi.org/10.1111/nph.20236
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