中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所傅向東課題組研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥光信號途徑的bZIP轉(zhuǎn)錄因子——HY5蛋白能夠從植物地上部長距離移動至根系，自激活根系HY5基因表達(dá)，同時激活高親和性硝酸根轉(zhuǎn)運蛋白基因NRT2.1的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)根系生長和氮吸收。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，地上部HY5通過增強TPS1、SWEETs等基因的表達(dá)，既促進(jìn)了光合固碳又促進(jìn)了光合產(chǎn)物從地上部運輸?shù)礁?；而運輸?shù)礁档墓夂袭a(chǎn)物增強了HY5蛋白激活根系NRT2.1表達(dá)和氮吸收，進(jìn)而維持植物碳-氮平衡。研究還發(fā)現(xiàn)，植物根系生長發(fā)育和氮吸收利用是受光強調(diào)控的，長距離移動的HY5蛋白整合了碳、氮代謝信號以維持植物整體在可變光照環(huán)境下的碳-氮動態(tài)平衡，保證植物生長發(fā)育的可塑性和環(huán)境適應(yīng)性。該項研究揭示了植物地上部和根系間遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)生長發(fā)育和碳-氮平衡調(diào)控的分子機(jī)制，為提高農(nóng)作物氮肥利用效率提供了一種新策略。