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土壤植物互作团队揭示作物磷-铁养分拮抗的信号转导机制
发布者：管理员发布时间：2021-09-28作者：阮文渊来源：土壤植物互作团队点击量：
作物的优质高产离不开均衡的矿质养分摄入。但是，全球不同耕地的矿质养分含量差异巨大，大部分耕地存在严重的养分不均衡现象。例如，我国大面积黄红壤存在的一个典型养分缺陷问题就是磷-铁养分不均衡。这些土壤铁含量过高，可利用的磷含量低，易造成作物缺磷及铁毒害双重风险。因此，土壤磷-铁养分的不均衡严重制约作物的优质高产，同时也危及到我国的粮食安全。
早在上世纪七十年代，植物生理学家已经发现在生理上磷-铁之间存在显著的拮抗作用，但是其拮抗的分子机制至今仍不清楚。近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作创新团队在《分子植物（Molecular Plant）》期刊上发表了题为“A reciprocal inhibitory interplay between phosphate and iron signaling in rice”的研究论文，报道了水稻磷-铁养分之间拮抗的信号转导机制。研究发现磷养分信号中心调控因子PHRs和铁养分信号核心调控因子HRZs共同介导了磷-铁信号的互作过程。PHRs和HRZs通过相互抑制调控各自的蛋白和转录水平，以此来调控下游磷饥饿响应基因和铁饥饿响应基因的表达，从而应对土壤不同的磷-铁养分供应变化，以保证作物的生长需求。进一步研究发现，PHRs-HRZs组成分子调控模块在模式植物拟南芥中也是存在的，暗示这种相互抑制的分子模块可能在植物中普遍存在。该磷-铁养分拮抗信号转导机制的解析，将为通过分子育种的手段解决我国黄红壤耕地磷-铁养分不均衡问题提供新思路。
我所易可可研究员和阮文渊副研究员为该论文的共同通讯作者，博士后郭美娜副研究员为第一作者，西班牙植物分子遗传研究所Javier Paz-Ares教授参与了研究。余迪求教授和梁岗研究员为该研究提供了重要遗传材料。该研究获得了国家自然科学基金项目，中央级公益性科研院所基本科研业务费专项，中国农科院青年英才项目，及中国农科院资源区划所杰出青年人才项目的资助。
磷-铁养分相互作用的信号转导调控模型
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1674205221003713
