河南农业大学张丹课题组和南京农业大学喻德跃课题组合作揭示大豆响应低磷胁迫的新机制

以下文章来源于植物与环境 PCE ，作者植物与环境 PCE

磷是植物生长发育必须的大量营养元素。土壤中有效磷含量较低，农业生产中往往通过大量施用磷肥来保证作物产量。磷肥的大量使用虽然暂时保证了当季作物的产量不受影响，但施入土壤中的磷肥只有极小一部分被作物利用，大部分被固定成不能被植物吸收的磷，随着地表径流进入江河湖泊中，造成水体的富营养化，给生态环境带来了巨大的负担。提高作物磷吸收和利用效率一直是科学家研究的热点。

近日 河南农业大学张丹教授研究组和南京农业大学国家大豆改良中心喻德跃教授团队合作在Plant Cell & Environment发表了题为“GmEIL4 enhanced soybean (Glycine max) phosphorus efficiency by improving root system development”的研究论文，揭示了乙烯信号通路转录因子GmEIL4在低磷条件下通过调控根系结构，提高对磷的吸收和利用能力以适应缺磷环境。

该研究首先应用大豆自然群体和重组自交系群体开展多环境下磷效率相关性状的遗传解析，在大豆2号染色体上鉴定到一个与磷效率相关的遗传位点，并成功分离了控制该位点的目标基因GmEIL4。过表达GmEIL4促进毛状根的生长和发育，增加根毛密度、根长和根表面积，提高对磷的吸收和利用能力；干扰GmEIL4表达后根系的生长发育受到显著抑制。进一步分析发现，GmEIL4与GmEBF1相互作用共同调节大豆的乙烯代谢途径，从而影响根系对低磷胁迫的响应。此外，对894份大豆种质的基因组序列分析表明，GmEIL4的优异单倍型（Hap-II）正逐渐被选择驯化。综上，该研究揭示了GmEIL4调控大豆耐低磷胁迫的新机制，为作物磷效率的遗传改良提供了新的理论基础和基因资源。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.14497

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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