少施肥,植物受益更多?于峰课题组揭示作物少施肥的分子机理

时间:2022-04-29 16:43 点击:

你知道吗?植物也会饿。

饥饿源自于土壤的营养不足,“磷”便是植物们常常“吃不饱”的营养元素,多施肥不就好了?但是磷一直是限制全球作物生产的主要因素之一,且化肥中的磷不一定能全部被植物吸收,如果施肥过多,还容易造成环境污染。

能不能做到少施肥,多受益呢?湖南大学生物学院于峰教授课题组发现,植物自身其实也在为“吃饱”问题努力,植物会根据土壤环境调节自己的“肠道菌群”:主动调整自身免疫系统,招募特定微生物,从而提高元素吸收效率。研究人员在国际著名学术期刊《The EMBO Journal》发表了题为《Plant immunity suppression via PHR1-RALF-FERONIA shapes the root microbiome to alleviate phosphate starvation》的文章,为提高植物磷吸收效率提供了新的解决思路。

此项研究中,研究人员报告了在拟南芥中,PHR1 直接与数个快速碱化因子 (RALFs) 基因的启动子结合,并在磷饥饿条件下激活它们的表达, RALFs 通过抑制病原体相关分子模式 (PAMP) 触发的免疫 (PTI) 受体复合物的形成来抑制植物免疫,FERONIA 是一种先前确定的 PTI 调节剂,可增加对某些有害微生物的抵抗力。反过来,这种 PHR1-RALF-FERONIA 介导的免疫抑制导致了一种特殊的根系微生物群,可以通过上调 PSR 基因的表达来缓解磷饥饿。该研究工作填补了围绕 PHR1 介导的植物免疫反应变化的知识空白,为植物如何协调营养胁迫和免疫提供了模型。

图1. PHR1平衡免疫与PSR的工作模式图

湖南大学生物学院于峰教授为该论文的通讯作者,生物学院博士研究生唐静和伍斗生副教授为论文的共同第一作者。

该研究论文发表后,已被国际知名学术组织Faculty Opinions两位领域专家点评,获得肯定。

国际知名学术组织Faculty Opinions推荐2次并进行了亮点点评。

来源:宣传部 生物学院

通讯员:唐静

记者、责任编辑:余楚倩

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