近日，南京農業大學教授徐國華團隊在《植物生理學》在線發表了最新研究論文，闡明了水稻磷轉運體OsPHT1;7在磷素再分配和花藥磷積累中的功能。
論文通訊作者、南京農業大學副教授顧冕介紹，作物的磷效率主要分為吸收效率和利用效率。吸收效率指作物從土壤中獲取磷素的能力，其分子機制已得到深入解析；利用效率則是由磷素吸收、轉運、分配、同化、周轉/再分配、生長發育響應等多個過程共同決定的復雜性狀。其中，作物體內磷素的高效周轉是保證其利用效率的重要前提，這種高效周轉包括從源器官老葉向庫器官新葉、穗的再分配。然而，作物體內磷素周轉的分子生理機制尚不清楚。
與其他已發現的磷轉運體基因不同，OsPHT1;7在根部不表達，而是在老葉的維管束鞘和韌皮部薄壁細胞以及節中兩種維管束（常規/分散維管束和肥大維管束） 的韌皮部表達。
論文第一作者、南京農業大學博士研究生戴長榮介紹，由OsPHT1;7在地上部特異的時空表達模式，結合其突變體植株的生理表型可知，該轉運體在水稻磷素再分配過程的三個步驟（老葉維管束鞘、老葉韌皮部薄壁細胞、節）中扮演著“閥門”的角色；水稻磷素再分配需要質外體途徑的參與，并且不排除共質體途徑的貢獻。
另一方面，在水稻生殖生長的單核小孢子期至三核花粉期，花藥中的磷素會在短時間內大量積累。研究發現，該時期OsPHT1;7在花藥中的表達量顯著高于其他所有磷轉運體基因，表明其對花藥磷積累的重要貢獻。
對OsPHT1;7突變體植株的生理表型分析證實，OsPHT1;7的突變不僅影響水稻植株的生長——株高、穗長降低，還顯著抑制花藥中的磷積累，導致結實率和產量下降80%以上。
該研究為解析作物體內磷素周轉的分子生理機制提供了新線索，并為分子育種工作提供了理論依據和基因資源。（記者李晨）
相關論文信息：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiac030
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