中国科学院分子植物科学卓越立异中心雷明光团队发明，一个控制根系发育的转录因子SHR通过控制木质部磷装载要害因子PHO1的卵白稳固性，调控磷在根冠间的分派。

北京时间2022年9月1日23时，Nature Plants杂志在线揭晓了这一发明。

磷是植物生长发育所必需的大宗矿质营养元素之一，不但是多种生物分子的基本结构因素，并且加入了植物光相助用、呼吸作用、能量代谢和信号转导等主要的生命历程。可是大部分土壤中可以被植物直接吸收使用的磷浓度很低，有用磷的缺乏是限制农作物产量的主要因素之一。

模式植物拟南芥中，磷转运卵白PHO1特异性地在根成熟区木质部周围的中柱鞘细胞中表达，是调控根中磷装载的要害因子。以前的研究发明，低磷增强了PHO1基因的转录，并且通过降解一个E2泛素团结酶PHO2，划分在转录和转录后水平增添PHO1的水平。这些分子机制研究的效果提醒，低磷会增添PHO1卵白，增进磷从根往地上部的转运。可是，在营养缺乏条件下，植物需要将更多的资源分派给根部，增进根系的生长，以获取更多的营养。这似乎和已发明的分子机制保存矛盾。

SHORT ROOT （SHR）是调控根皮层/内皮层干细胞的差池称破碎，并维持根顶端分生组织活性的一个要害转录因子。在雷明光研究员的指导下，助理研究员肖薪龙和博士研究生张洁琼等发明，SHR部分缺失的突变体中，磷从根往地上部的转运被抑制。进一步研究发明，低磷胁迫抑制了根成熟区SHR的翻译，稳固了下游的转录因子PHB。他们还发明PHB可以直接团结E2泛素团结酶PHO2的启动子，激活PHO2的表达，从而降低了PHO1的卵白稳固性。PHO1的降解抑制了磷从根往地上部的运输，从而将更多的磷留在根部。与此一致的是，低磷条件下，生物量和磷含量的根冠比都显著增添，有限的磷被优先分派给根，增进了根系的生长。因此，该研究展现了在营养缺乏条件下，植物怎样抑制磷在木质部的装载，将磷优先分派给根系的新机制。

该研究获得了上海市青年英才扬帆妄想和中国科学院经费的支持。

雷明光团队近年来在磷信号通路研究中取得了一系列希望，发明多磷酸肌醇InsP8是植物细胞内的磷信号分子（Dong et al., Molecular Plant, 2019），并和上海师范大学的邢维满教授相助剖析了磷信号分子的感受机制（Zhou et al., Nature Communications, 2021）。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41477-022-01231-w