农作物的磷高效率具体分成消化吸收高效率 (PAE) 和利用率 (PUE)。在其中,PAE指农作物从土质中获得磷素的工作能力,其分子结构体制已获得深层次分析;PUE则是由磷素消化吸收、装运、分派、同化作用、资金周转/初次分配、成长发育回应等好几个全过程一同确定的繁杂特性。在其中,农作物身体内磷素的高效率资金周转 (如:从源人体器官 [黄叶] 向库人体器官 [新芽、穗] 的初次分配) 是确保其PUE的主要前提条件。殊不知,农作物身体内磷素资金周转的分子结构牵张反射尚不清楚。
近日,徐国华专家教授精英团队在Plant Physiology线上发布了题写“The Rice Phosphate Transporter OsPHT1;7 Plays a Dual Role in Phosphorus Redistribution and Anther Development”的科学研究毕业论文,该科学研究表明了稻子磷转运体OsPHT1;7在磷素初次分配和花药磷累积中的作用。该精英团队近些年在农作物磷素营养成分分子生物学方位的科学研究得到了一系列进度,研究方向发布在Molecular Plant, New Phytologist, Plant Physiology, The Plant Journal, Journal of Experimental Botany等生物学学术期刊。
与别的已发觉的磷转运体遗传基因不一样,OsPHT1;7在根处不表述,反而是在黄叶的维管束鞘和韧皮部薄壁细胞,及其节 (Node) 中二种维管束 (基本/分散化维管束和肥厚维管束) 的韧皮部表述。由OsPHT1;7在地面上部特异性的空间表述方式,融合其突变体主茎的生理学表型得知:(1) 该转运体在稻子磷素初次分配全过程的三个流程(1.黄叶维管束鞘;2.老叶韧皮部薄壁细胞;3.节)饰演“闸阀”的人物角色;(2)稻子磷素初次分配必须质外体方式的参加(不清除共质体方式的奉献)。另一方面,稻子生殖系统发育的单核心小胞子期至三核蜂花粉期,花药中的磷素会在短期内很多累积。研究发现,该阶段OsPHT1;7在花药中的表述量明显高过别的全部磷转运体遗传基因,表明其对花药磷累积的关键奉献。对OsPHT1;7突变体主茎的生理学表型剖析确认,OsPHT1;7的基因突变不但危害稻子植株的生长(株高、穗长减少),还明显抑止花药中的磷累积,造成商品率和生产量降低80%以上。本分析为解析农作物身体内磷素资金周转的分子结构牵张反射给予了新的案件线索,并为致力于提升农作物PUE的分子结构繁育工作中给予了理论来源和遗传基因資源。
博士生戴德翔为文章内容第一作者,顾冕副教授职称为通讯作者。徐国华专家教授和余玲教授参加具体指导了科学研究。该研究获得我国关键科研开发方案和自然科学基金项目的支助。
文章内容连接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiac030