近日，中國農業(yè)科學(xué)院農業(yè)資源與農業(yè)區劃研究所土壤植物互作創(chuàng )新團隊發(fā)現，GARP家族轉錄因子RLI1編碼基因通過(guò)可變剪切的“一箭雙雕”調控策略來(lái)平衡植物生長(cháng)與低磷養分適應性的分子生理機制，相關(guān)研究成果發(fā)表在《植物細胞（The Plant Cell）》上。

 

　　據易可可研究員介紹，磷是作物豐產(chǎn)所必需的大量營(yíng)養元素。目前，我國耕地土壤普遍存在總磷含量高，而作物可吸收利用有效磷含量不足的問(wèn)題。農業(yè)生產(chǎn)中往往通過(guò)大量施用磷肥來(lái)解決，但這不僅會(huì )導致田間磷肥利用率降低，也易引起水體富營(yíng)養化等環(huán)境風(fēng)險。因此，如何從作物自身出發(fā)，提高作物的磷養分吸收利用效率是我國農業(yè)生產(chǎn)亟需解決的問(wèn)題。為了更好地應對土壤磷素狀況，植物已經(jīng)進(jìn)化出多種磷養分吸收利用及基于磷養分供給水平的生長(cháng)應答機制。然而，目前仍不清楚這些應答機制之間是如何協(xié)調響應的。

 

　　研究團隊基于前期報道的土壤磷素調控水稻株型的重要調控因子RLI1，進(jìn)一步發(fā)現RLI1基因存在可變剪切現象。RLI1的可變剪切能產(chǎn)生兩種蛋白亞型：RLI1a（包含MYB DNA結合域）和RLI1b（包含MYB和CC結構域）。兩種蛋白亞型在外界磷素養分供應充足和缺乏條件下行使著(zhù)不同的功能。當土壤有效磷供應充足時(shí)，水稻大量積累RLI1a亞型蛋白并激活油菜素內酯的合成及信號轉導，以此促進(jìn)磷養分充足條件下的高效生長(cháng)。當土壤有效磷供應不足時(shí)，RLI1b亞型蛋白大量積累，其與磷素核心調控因子PHR2協(xié)同激活磷饑餓應答信號，以提升水稻從外界獲取磷養分的能力，促進(jìn)體內磷養分的高效周轉再利用，以此來(lái)幫助水稻抵御低磷脅迫。進(jìn)一步的研究發(fā)現，RLI1通過(guò)可變剪切來(lái)整合磷信號、磷平衡及生長(cháng)的調控機制在被子植物中都是普遍存在的。該保守機制的解析，為今后培育株型理想磷養分高效的作物提供理論依據。

 

　　該研究獲得了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃，國家自然科學(xué)基金，中國博士后科學(xué)基金及中國農科院科技創(chuàng )新工程等項目的資助。

 

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　　https://academic.oup.com/plcell/advance-article/doi/10.1093/plcell/koac161/6595036?searchresult=1#supplementary-data