摘要：花生是重要的经济及油料作物，富含丰富的蛋白质和油脂等，在我国广泛种植。氮元素是调控植物生长发育最重要的大量元素之一，因此，提高氮利用效率是确保作物高产稳产的重要保障。花生能与根瘤菌共生形成根瘤，根瘤的固氮酶能将空气中N2转化为自身可吸收利用的氨态氮。

花生是重要的经济及油料作物，富含丰富的蛋白质和油脂等，在我国广泛种植。氮元素是调控植物生长发育最重要的大量元素之一，因此，提高氮利用效率是确保作物高产稳产的重要保障。花生能与根瘤菌共生形成根瘤，根瘤的固氮酶能将空气中N2转化为自身可吸收利用的氨态氮。

豆科植物结瘤固氮受到诸多因素的调控，在现代农业生产中，由于氮肥过量施用，造成土壤氮素含量过高而抑制豆科植物天然的结瘤固氮能力，这个现象被称为“氮阻遏”效应。揭示氮阻遏效应背后的分子机制，将为解除豆科植物的氮阻遏效应提供理论基础。

磷饥饿抑制结瘤和固氮，导致豆科植物的结瘤数量、根瘤大小和固氮酶活性降低。因此，磷吸收和根瘤内的磷转运是豆科植物高效固氮和结瘤器官发生的关键。已有研究表明GmSPX5、GmSPX8、GmPT5、GmPT7和PHR1（phosphate starvation response 1）等基因均参与调控豆科植物的结瘤和固氮过程。GARP型转录因子NIGT1（nitrate-inducible GARP-type transcriptional repressor 1）参与了氮和磷信号的整合，在低磷情况下，AtNIGT1.2通过直接与PHT1;1和PHT1;4基因启动子的顺式作用元件结合上调磷转运蛋白基因的转录，并下调转运蛋白编码基因NRT1.1的表达，表明NIGT1是调节磷饥饿和氮饥饿反应的关键调节器。氮磷元素及其信号转导在豆科植物结瘤固氮过程中发挥关键调控作用，而目前关于NIGT1是否并如何调控豆科植物结瘤尚未见报道。

本研究发现AhNIGT1.2主要在花生根瘤中表达并显著响应根瘤菌的侵染，AhNIGT1.2通过调控硝酸盐转运和信号通路中的基因表达正调控花生结瘤，进一步的转录组分析表明AhNIGT1.2通过介导硝酸盐响应、结瘤因子信号通路、四萜类生物合成酶和类胡萝卜素生物合成等途径调控花生结瘤。

除了调控氮素响应过程外，NIGT1/HHO/HRS1转录因子还调控无机磷(Pi)吸收利用。NIGT1直接结合SPX1、SPX2和SPX4基因的启动子，促进植物积累花青素和磷酸盐转运体(phosphate transporter 1, PHT1)基因表达。在缺Pi的情况下，NTGT1是响应磷酸盐饥饿响应(phosphate starvation response，PSR)的主要调节因子。因此，NIGT1在调节氮磷平衡中发挥关键作用。Pi吸收转运和磷饥饿信号通路中的关键基因GmSPX5、GmSPX8、GmPT5、GmPT7和PHR1等均参与调控豆科植物的结瘤和固氮过程。本研究发现AhNIGT1.2参与调控花生结瘤，进一步建立NIGT与Pi吸收转运和磷饥饿信号通路中的关键基因之间的调控关系，将完善NIGT调控豆科植物结瘤的调控网络。

综上所述，AhNIGT1.2可能通过影响硝酸盐转运、硝酸盐响应等通路调控花生的结瘤过程。本研究对解析氮磷营养调控豆科植物结瘤固氮的分子机制和创制在高氮环境高效结瘤固氮的豆科作物具有重要意义。

来源：科创中国一点号