Azot jest jednym z najważniejszych pierwiastków niezbędnych do prawidłowego wzrostu i rozwoju roślin. O ile szeroko bada się mechanizmy molekularne odpowiedzi roślin na niedobór azotu, badań nad reakcją rośliny na nadmiar azotu praktycznie brak. Odkryliśmy, że w warunkach nadmiaru azotu, czyli w warunkach przenawożenia gleby, poziom czynnika transkrypcyjnego MADS27 gwałtownie spada. Towarzyszą temu skrócenie korzeni rośliny oraz wzrost poziomu hormonu roślinnego – kwasu abscysynowego (ABA). Wykorzystując do badań skonstruowane przez nas mutanty jęczmienia odkryliśmy, że MADS27 hamuje transkrypcję genu, który koduje enzym przekształcający nieaktywną formę ABA w aktywną formę (enzym BGL1). Spadek poziomu tego czynnika transkrypcyjnego uwalnia z represji gen BGL1, który teraz może się wyrazić, a jego produkt przekształcić nieaktywny ABA w formę aktywną. Z kolei podniesienie poziomu ABA jest odpowiedzialne za skrócenie korzeni w warunkach nadmiaru azotu. Jest to pierwsze odkrycie molekularnych mechanizmów odpowiedzi roślin na nadmiar azotu. Praca ukazała się w czasopiśmie Frontiers in Plant Science DOI 10.3389/fpls.2022.950796.
Figura 2 HvMADS27 reguluje reakcję korzeni jęczmienia na stres związany z nadmiarem azotu. Na podstawie naszych eksperymentów proponujemy mechanizm regulacji odpowiedzi korzeni jęczmienia na stres nadmiaru N. Zwiększone stężenie N w ryzosferze aktywuje transporter azotu NRT1.1, który zapewnia napływ N do komórek korzenia. Wysokie stężenie N zmniejsza ekspresję hvMADS27, co uwalnia z represji ekspresję glukozydazy BG1. BG1 jest aktywowany i katalizuje uwalnianie ABA z koniugatu z glukozą, co powoduje wzrost poziomu ABA i skrócenie korzeni jęczmienia.