近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所土壤植物互作創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了作物磷—鐵養(yǎng)分拮抗的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，為黃紅壤農(nóng)田磷鐵養(yǎng)分協(xié)同高效利用的作物遺傳改良提供了重要理論依據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《分子植物》（ Molecular Plant ）上。
據(jù)易可可研究員介紹，作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)離不開(kāi)均衡的礦質(zhì)養(yǎng)分?jǐn)z入。但是，全球不同耕地的礦質(zhì)養(yǎng)分含量差異巨大，大部分耕地存在嚴(yán)重的養(yǎng)分不均衡現(xiàn)象。例如，我國(guó)大面積黃紅壤存在的一個(gè)典型養(yǎng)分缺陷問(wèn)題就是磷—鐵養(yǎng)分不均衡。這些土壤鐵含量過(guò)高，可利用的磷含量低，易造成作物缺磷及鐵毒害雙重風(fēng)險(xiǎn)。因此，土壤磷—鐵養(yǎng)分的不均衡嚴(yán)重制約作物的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，同時(shí)也危及到我國(guó)的糧食安全。
科研團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，磷養(yǎng)分信號(hào)中心調(diào)控因子（PHRs）和鐵養(yǎng)分信號(hào)核心調(diào)控因子（HRZs）共同介導(dǎo)了磷—鐵信號(hào)的互作過(guò)程。PHRs和HRZs通過(guò)相互抑制調(diào)控各自的蛋白和轉(zhuǎn)錄水平，以此來(lái)調(diào)控下游磷饑餓響應(yīng)基因和鐵饑餓響應(yīng)基因的表達(dá)，從而應(yīng)對(duì)土壤不同的磷-鐵養(yǎng)分供應(yīng)變化，以保證作物的生長(zhǎng)需求。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PHRs—HRZs組成分子調(diào)控模塊在模式植物擬南芥中也是存在的，由此推測(cè)這種相互抑制的分子模塊可能在植物中普遍存在。該研究為通過(guò)分子育種的手段解決我國(guó)黃紅壤耕地磷-鐵養(yǎng)分不均衡問(wèn)題提供了新思路。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基因項(xiàng)目、中國(guó)農(nóng)科院青年英才項(xiàng)目等項(xiàng)目資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2021.09.011
