有助降低農(nóng)業(yè)磷肥施用 科研人員在植物磷營養(yǎng)吸收上取得新發(fā)現(xiàn)

鄭瑩瑩

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的三大營養(yǎng)元素之一。中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心的王二濤研究團(tuán)隊(duì)10月12日晚23時(shí)在國際知名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》（Cell）上在線發(fā)表了一篇封面論文，在叢枝菌根共生“自我調(diào)節(jié)”研究中取得重要進(jìn)展。

PHR（Phosphate Starvation Response）是調(diào)控植物根途徑磷元素吸收的核心轉(zhuǎn)錄因子。研究發(fā)現(xiàn)，通過提高PHR基因的表達(dá)，有望達(dá)到增加水稻直接吸收磷營養(yǎng)和間接通過叢枝菌根共生磷營養(yǎng)吸收的目的，降低農(nóng)業(yè)磷肥的施用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供新的方案。

研究人員介紹，植物主要通過兩種途徑獲取營養(yǎng)：第一種是植物根系直接從土壤吸收營養(yǎng)，稱為直接營養(yǎng)吸收途徑。第二種是植物通過與菌根真菌共生從外界環(huán)境中獲取營養(yǎng)，稱為間接營養(yǎng)吸收途徑。

叢枝菌根共生是自然界最普遍的一種共生，是植物從環(huán)境中高效獲取營養(yǎng)的重要途徑，叢枝菌根真菌提供給宿主植物的磷元素占宿主植物總磷獲取量的70%以上。過去50多年的研究發(fā)現(xiàn)，植物根據(jù)自身的磷營養(yǎng)狀態(tài)調(diào)控其與叢枝菌根真菌之間的共生，研究人員稱為菌根共生的“自我調(diào)節(jié)”，但其調(diào)節(jié)機(jī)制未知。

王二濤研究團(tuán)隊(duì)首次繪制了水稻-叢枝菌根共生的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)植物直接磷營養(yǎng)吸收途徑（根途徑）和共生磷營養(yǎng)吸收途徑（共生途徑）均是受到植物的磷信號(hào)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一調(diào)控，回答了菌根共生領(lǐng)域“自我調(diào)節(jié)”這一困擾領(lǐng)域的重要科學(xué)問題。