科研進展丨研究揭示作物磷-鐵養分拮抗的信號轉導機制

　　近日，中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所土壤植物互作創新團隊揭示了作物磷-鐵養分拮抗的信號轉導機制，為黃紅壤農田磷鐵養分協同高效利用的作物遺傳改良提供了重要理論依據。相關研究成果發表在《分子植物（Molecular Plant）》上。

　　據易可可研究員介紹，作物的優質高產離不開均衡的礦質養分攝入。但是，全球不同耕地的礦質養分含量差異巨大，大部分耕地存在嚴重的養分不均衡現象。例如，我國大面積黃紅壤存在的一個典型養分缺陷問題就是磷-鐵養分不均衡。這些土壤鐵含量過高，可利用的磷含量低，易造成作物缺磷及鐵毒害雙重風險。因此，土壤磷-鐵養分的不均衡嚴重製約作物的優質高產，同時也危及到我國的糧食安全。

　　科研團隊研究發現，磷養分信號中心調控因子（PHRs）和鐵養分信號核心調控因子（HRZs）共同介導了磷-鐵信號的互作過程。PHRs和HRZs通過相互抑制調控各自的蛋白和轉錄水平，以此來調控下游磷飢餓響應基因和鐵飢餓響應基因的表達，從而應對土壤不同的磷-鐵養分供應變化，以保證作物的生長需求。進一步研究發現，PHRs-HRZs組成分子調控模塊在模式植物擬南芥中也是存在的，由此推測這種相互抑制的分子模塊可能在植物中普遍存在。該研究為通過分子育種的手段解決我國黃紅壤耕地磷-鐵養分不均衡問題提供了新思路。

　　該研究得到國家自然科學基因項目、中國農科院青年英才項目等項目資助。（通訊員 金雲翔）