記者10月26日獲悉，中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心王二濤研究團隊近日在國際學術期刊《細胞》上發(fā)表論文稱，他們首次繪制了水稻—叢枝菌根共生的轉錄調控網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡能同時調控植物直接磷營養(yǎng)吸收途徑和共生磷營養(yǎng)吸收途徑。
磷是植物生長發(fā)育必需的三大營養(yǎng)元素之一，是植物體重要的組成成分，廣泛參與植物體內眾多酶促反應及細胞信號轉導過程。
“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)，即直接營養(yǎng)吸收途徑。植物在感知土壤中的氮、磷等營養(yǎng)元素濃度后，通過根的外表皮層和根毛細胞直接從土壤中吸收營養(yǎng)元素。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)，即間接營養(yǎng)吸收途徑。”王二濤向記者介紹，在農業(yè)生產中，目前主要依靠大量施加氮肥和磷肥來實現(xiàn)增產，但這些肥料的使用也造成了嚴重的環(huán)境污染。
那么，有沒有一種辦法既能讓植物獲取充分的磷元素，又能減少磷肥的使用呢?之前的研究發(fā)現(xiàn)，PHR因子是調控植物根途徑磷元素吸收的核心轉錄因子。在低磷條件下，PHR能夠結合在低磷響應基因啟動子的P1BS元件上，激活低磷響應基因的表達，增加植物磷元素的吸收。
在此次研究中，王二濤團隊以水稻菌根共生相關基因的轉錄調控區(qū)域為誘餌，篩選水稻轉錄因子文庫，首次繪制出叢枝菌根共生的轉錄調控網(wǎng)絡，鑒定到多個參與調控叢枝菌根共生的轉錄因子，其中轉錄因子PHR處于該調控網(wǎng)絡的核心。
團隊進一步研究發(fā)現(xiàn)，PHR通過P1BS元件直接調控菌根共生相關基因的表達，從而正向調控水稻—叢枝菌根共生。“我們的研究成果表明，通過提高PHR基因的表達，有望達到增加水稻直接吸收磷營養(yǎng)和通過叢枝菌根共生間接吸收磷營養(yǎng)的目的，降低農業(yè)磷肥的施用，為農業(yè)生產的可持續(xù)發(fā)展提供新方案。”王二濤說。(岑盼記者王春)
關鍵詞： 菌根共生 調控網(wǎng)絡 磷肥施用 轉錄調控網(wǎng)絡
營業(yè)執(zhí)照公示信息