The Crop Journal | 福建农林大学根系中心综述豆科植物适应酸性土壤的根系遗传改良进展

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

酸性土壤（pH < 5.5）约占陆地总面积的30%，并且50%的耕地和潜在可耕土地属于酸性土壤。酸性土壤地区一般水、光和热等资源十分丰富，蕴藏着巨大的生产潜力。然而，其土壤中的养分有效性低，尤其是缺磷（P）和铝离子（Al3+）毒害共存，严重抑制了作物的生长和产量。根系是植物吸收土壤水分、养分以及与微生物互作，并且感知和响应土壤环境的主要器官。豆科植物与非豆科不同，豆科植物根系能够与土壤根瘤菌共生形成根瘤而具有高效固氮特性，共生固氮的充分利用对农业减肥增效、绿色可持续发展具有重要意义。因此系统研究豆科作物根系养分高效特性及其对酸性土壤的不同适应机制，结合根系遗传改良，是提高酸性土壤中作物生产力的重要策略。近日，福建农林大学根系生物学研究中心在The Crop Journal在线发表了题为“Genetic improvement of legume roots for adaption to acid soils”的综述，全面总结了相关研究进展。

作者以豆科作物大豆为代表，总结了酸性土壤中植物根构型对低磷、铝毒的适应性改变，分析了根系分泌物在P-Al交互中的作用，探讨了根系与根瘤菌和菌根真菌共生提高酸性土壤的适应性机制，并进一步总结了大豆基于根构型与结瘤等相关性状提高磷效率和抗铝毒的分子与遗传调控进展。此外，以磷高效位点PE1及高效固氮位点qBNF-16为分子标记，在酸性土壤中选育了养分高效大豆新品系，相关研究为豆科作物养分高效遗传改良及其在可持续农业中的应用提供了理论依据。主要内容如下：（1）不同植物根系与对低磷、Al3+毒的适应性改变；（2）豆科植物根系与根瘤菌及菌根真菌共生提高酸性土壤适应能力的机制；（3）大豆缺磷、Al3+/H+毒害及其互作的可能调控机制；（4）利用P效率（PE）和共生固氮相关QTL（qBNF-16）辅助选育大豆新品种。

作者和基金项目

福建农林大学李欣欣教授为该文第一作者，廖红教授为通信作者。福建农林大学硕士研究生张星华和博士研究生赵青松也参与了相关工作。该研究得到国家自然科学基金项目（32072661）和国家重点研发计划项目（2021YFF1000500）资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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