氮是组成细胞的基本元素之一,在细胞中参与蛋白质、核酸和能量代谢等的基本过程,是生物产出的主要限制因素。近年,大量氮肥被施用以提高农作物产量,造成了严重的面源污染。研究氮素的细胞转化利用机制,培育氮素高效作物是解决氮肥滥用的有效途径。本文在前期实验室发现PHO85耐受低氮环境的基础上进一步研究其低氮耐受机制。首先,我们发现pho85Δ在低氮环境下比野生菌株BY4741具有更好的生长优势;进一步分析发现pho85Δ对低氮的耐受是通过逃逸细胞对亮氨酸浓度的限制实现的。WHI2是细胞中能够对亮氨酸浓度响应的关键基因,我们实验显示whi2Δ对低氮环境也具有耐受性状,遗传回补分析表明PHO85位于WHI2的上游位置,能够调控WHI2基因的表达。Pho85p是细胞周期蛋白依赖性激酶,其下游有十个周期蛋白,遗传分析表明PCL2和CLG1基因对PHO85介导的低氮耐受起到关键的调控作用。亮氨酸是TOR感应细胞氮源充足程度的媒介,Sfp1p是TORC的主要效应因子。当亮氨酸充足时能够激活TOR,促进磷酸化的SFP1进入细胞核,激活核糖体蛋白基因的转录;当亮氨酸匮乏时,SFP1去磷酸化同时出核,抑制核糖体蛋白基因的转录。我们发现即使在低氮环境下pho85Δ和whi2Δ中SFP1依然定位于细胞核,并能上调受磷酸化SFP1激活的核糖体蛋白基因RPS3的表达水平。实验表明,PHO85是TOR的负调控因子,在低氮环境下能够调控Whi2的表达抑制TOR的活性。此外,荧光观察发现pho85Δ和whi2Δ相比野生菌株具有更强的自噬水平,推测pho85Δ和whi2Δ促进了细胞自噬提高氮素利用效率及对低氮环境的耐受。其次,亮氨酸作为支链氨基酸的一种是酵母菌条件性的必需氨基酸,我们试图从支链氨基酸的代谢途径入手探究pho85Δ和whi2Δ激活TOR的调控机制。在低氮培养基中除去另外两种支链氨基酸（缬氨酸、异亮氨酸）或者谷氨酸都可以消除pho85Δ和whi2Δ相对于野生菌株的生长优势,我们推测pho85Δ和whi2Δ在低氮环境中的生长优势与Glu参与的支链氨基酸转氨反应（BAT1）相关。通过RT-PCR检测,我们发现相对于野生菌株pho85Δ和whi2Δ在低氮环境下BAT1表达水平显著上调。在TCA循环中,BAT1p与ACO1p相互作用促进TCA循环的通量。为了验证pho85Δ和whi2Δ激活TOR是否与TCA循环相关,我们构建了pho85Δaco1Δ和whi2Δaco1Δ双突变体,双突变体在低氮环境下不再具有生长优势;同时,破坏pho85Δ线粒体功能,也能消除pho85Δ在低氮环境下的生长优势,表明pho85Δ低氮耐受依赖于线粒体与TCA循环;随后,检测了pho85Δ和whi2Δ在低氮环境下线粒体膜电位以及ATP水平,发现两突变体显著高于野生菌株,提示pho85Δ和whi2Δ通过促进TCA循环、增加ATP含量来激活了TOR途径;最后,在低氮培养基中除去葡萄糖或加入2-脱氧葡萄糖可以抑制pho85Δ和whi2Δ的生长优势,且当将葡萄糖替换为半乳糖、甘露糖、甘油和乙醇后,甘油和乙醇可以恢复野生菌株对低氮的敏感性状,进一步证实PHO85和WHI2通过抑制糖酵解的起始阶段参与TOR途径的负调控过程。总之,我们发现PHO85是TOR的负调控因子,位于WHI2基因的上游位置,在低氮环境下受亮氨酸的浓度的调控,进而抑制TOR;同时,在低氮环境中PHO85通过抑制亮氨酸转氨酶BAT1和糖酵解的起始阶段从而降低TCA循环的通量,进而抑制TOR。该结果揭示了PHO85介导的细胞低氮耐受机制,为氮素高效作物的培育提供了基础数据。