绘制“菌根共生”调控网络 为减少磷肥施用提供新方案

展全思梦 2025-10-30 10:53:00

绘制“菌根共生”调控网络 为减少磷肥施用提供新方案

绘制“菌根共生”调控网络 为减少磷肥施用提供新方案字体：小中大分享到：绘制“菌根共生”调控网络 为减少磷肥施用提供新方案2021-10-27 08:16:53来源：科技日报

10月26日，记者获悉，中国科学院分子植物科学卓越与创新中心王二涛研究团队近日在国际学术期刊《细胞》上发表论文称，他们首次绘制了水稻-丛枝菌根共生的转录调控网络，可同时调控植物直接磷养分吸收途径和共生磷养分吸收途径。

磷是植物生长发育必需的三种营养元素之一，是植物的重要组成成分，广泛参与植物体内的许多酶促反应和细胞信号转导过程。

“植物主要通过两种途径获取营养。第一种是植物根系直接从土壤中吸收养分，即直接养分吸收途径。植物感受到土壤中氮、磷等营养元素的浓度后，通过根表皮和根毛细胞直接从土壤中吸收营养元素。第二种是植物通过与菌根真菌共生从外界环境中获取营养，即间接营养吸收途径。”王二涛告诉记者，在农业生产中，目前主要是施用大量的氮磷肥来增产，但这些肥料的使用也造成了严重的环境污染。

那么，有没有办法让植物获得足够的磷，减少磷肥的使用呢？以往的研究发现，PHR因子是植物根系途径中调节磷吸收的核心转录因子。在低磷条件下，PHR可以与低磷响应基因启动子的P1BS元件结合，激活低磷响应基因的表达，增加植物对磷的吸收。

本研究中，王二涛团队以水稻菌根共生体相关基因的转录调控区为诱饵，筛选水稻转录因子库，首次绘制了丛枝菌根共生体的转录调控网络，并鉴定了几个参与丛枝菌根共生体调控的转录因子，其中转录因子PHR是这个调控网络的核心。

团队进一步研究发现，PHR通过P1BS元件直接调节菌根共生相关基因的表达，从而正向调节水稻-丛枝菌根共生。“我们的研究结果表明，通过增加PHR基因的表达，有望增加水稻对磷营养的直接吸收和丛枝菌根共生对磷营养的间接吸收，减少农业磷肥的施用，为农业生产的可持续发展提供新的方案。”王二涛说。

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