水稻菌根共生自我调节的奥秘

磷是植物生长发育必需的三大营养元素之一，植物根系可直 接 从 土 壤 中 吸 收磷，也可以通过与菌根真菌共生从外界环境获取磷。

我国科学家最新一项研究发现，植物无论通过哪种途径吸收磷，均受到植物体内的“磷信号”网络统一调控，首次绘制出水稻—丛枝菌根共生的转录调控网络图。相关研究论文12日发表于国际权威学术期刊《细胞》。

据该项研究负责人、中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究员介绍，植物和丛枝菌根真菌建立的共生，是自然界中最古老的共生关系，丛枝菌根真菌提供给宿主植物的磷元素，占宿主植物总磷获取量的 70%以上。过去研究发现，植物可根据自身的磷营养状态，调控其与丛枝菌根真菌之间的共生，称为菌根共生的自我调节。但菌根共生自我调节的机制一直是未解之谜。

在对水稻—丛枝菌根共生的研究中，王二涛研究组以水稻菌根共生相关基因的转录调控区域为“诱饵”，筛选水稻转录因子文库，首次绘制了丛枝菌根共生的转录调控网络，鉴定到多个参与调控丛枝菌根共生的转录因子，其中转录因子PHR处于该调控网络的核心。

之前的研究发现，PHR 是调控植物根途径磷吸收的核心转录因子。王二涛研究组进一步研究发现，PHR也是调控植物—丛枝菌根共生的核心转录因子。在低磷条件下，PHR能够结合激活菌根共生相关的表达，促进菌根共生；反之则会关闭这一表达，堪称水稻的“磷获取的总开关”。

目前，我国在农业生产中，为提高农作物产量，主要依靠大量施加氮肥和磷肥来实现增产，但同时也造成了环境污染。业内专家认为，今后通过提高水稻 PHR 基因表达，有望使水稻更加充分地吸收磷营养，降低农业磷肥的施用，为农业生产可持续发展提供新的方案。

据新华社

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