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Plant Physiology:揭示水稻体内磷素周转和花药中磷素积累的分子生理机制
2022-02-11 10:15:00  来源:今日健康网  作者:  分享:

  作物的磷效率主要分为吸收效率 (PAE) 和利用效率 (PUE)。其中,PAE指作物从土壤中获取磷素的能力,其分子机制已得到深入解析;PUE则是由磷素吸收、转运、分配、同化、周转/再分配、生长发育响应等多个过程共同决定的复杂性状。其中,作物体内磷素的高效周转 (如:从源器官 [老叶] 向库器官 [新叶、穗] 的再分配) 是保证其PUE

 

 

作物的磷效率主要分为吸收效率 (PAE) 和利用效率 (PUE)。其中,PAE指作物从土壤中获取磷素的能力,其分子机制已得到深入解析;PUE则是由磷素吸收、转运、分配、同化、周转/再分配、生长发育响应等多个过程共同决定的复杂性状。其中,作物体内磷素的高效周转 (如:从源器官 [老叶] 向库器官 [新叶、穗] 的再分配) 是保证其PUE的重要前提。然而,作物体内磷素周转的分子生理机制尚不清楚。

近日,徐国华教授团队在Plant Physiology在线发表了题为“The Rice Phosphate Transporter OsPHT1;7 Plays a Dual Role in Phosphorus Redistribution and Anther Development”的研究论文,该研究阐明了水稻磷转运体OsPHT1;7在磷素再分配和花药磷积累中的功能。该团队近年来在作物磷素营养生物学方向的研究取得了一系列进展,研究内容发表在Molecular Plant, New Phytologist, Plant Physiology, The Plant Journal, Journal of Experimental Botany等植物学权威期刊。

与其他已发现的磷转运体基因不同,OsPHT1;7在根部不表达,而是在老叶的维管束鞘和韧皮部薄壁细胞,以及节 (Node) 中两种维管束 (常规/分散维管束和肥大维管束) 的韧皮部表达。由OsPHT1;7在地上部特异的时空表达模式,结合其突变体植株的生理表型可知:(1) 该转运体在水稻磷素再分配过程的三个步骤(1.老叶维管束鞘;2.老叶韧皮部薄壁细胞;3.节)扮演着“阀门”的角色;(2)水稻磷素再分配需要质外体途径的参与(不排除共质体途径的贡献)。另一方面,水稻生殖生长的单核小孢子期至三核花粉期,花药中的磷素会在短时间内大量积累。研究发现,该时期OsPHT1;7在花药中的表达量显着高于其他所有磷转运体基因,表明其对花药磷积累的重要贡献。对OsPHT1;7突变体植株的生理表型分析证实,OsPHT1;7的突变不仅影响水稻植株的生长(株高、穗长降低),还显着抑制花药中的磷积累,导致结实率和产量下降80%以上。本研究为解析作物体内磷素周转的分子生理机制提供了新的线索,并为旨在提高作物PUE的分子育种工作提供了理论依据和基因资源。(今日健康网 今日健康网)

 

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