原標題：匯創新 | 上海科學家在《細胞》釋出研究成果，有望降低農業磷肥的施用 來源：上觀新聞

磷是植物生長髮育必需的三大營養元素之一。過去50多年的研究發現，植物會根據自身的磷營養狀態進行“自我調節”，但其調節機制一直未知。

2021年10月12日，中科院分子植物科學卓越創新中心王二濤研究團隊在國際頂尖學術期刊《細胞》發表封面論文。他們首次繪製了水稻-叢枝菌根共生的轉錄調控網路，發現植物不管是透過根途徑還是菌根共生途徑來吸收磷營養，均受到磷響應網路統一調控，從而回答了這一重要科學問題。

自然界中最古老的共生關係

植物主要透過兩種途徑獲取營養，第一種是植物根系直接從土壤吸收營養，植物在感知土壤中的氮、磷等營養元素濃度後，透過根的外表皮層和根毛細胞直接從土壤中吸收營養元素；第二種是植物透過與菌根真菌共生從外界環境中獲取營養。

叢枝菌根共生是最普遍的一種共生關係，是植物從環境中高效獲取營養的重要途徑。叢枝菌根和植物建立共生關係與植物由水生向陸生進化發生在同一時期，是自然界中最古老的共生關係，對植物適應陸地環境具有重要的促進作用。叢枝菌根真菌提供給宿主植物的磷元素佔宿主植物總磷獲取量的70%以上，對於植物磷營養獲取以及自然界碳迴圈具有重要的影響。

王二濤研究組2017年發表在《科學》的研究工作表明，在菌根共生中，宿主植物以脂肪酸的形式為菌根真菌提供碳源，而菌根真菌會幫助宿主植物增加對礦質營養元素，尤其是磷元素的獲取。

我國農業生產中亟待解決的重大問題

在本次研究中，研究人員以水稻菌根相關基因的啟動子調控區域為誘餌，篩選水稻轉錄因子文庫，首次繪製了叢枝菌根共生的轉錄調控網路，鑑定到多個調控叢枝菌根共生的新轉錄因子，其中轉錄因子phrs處於該調控網路的核心位置。

有意思的是，研究人員還發現缺失磷元素感受器後，植物菌根共生的“自我調節”失靈。

為了獲取糧食的豐收，農業生產施加了大量的含磷化肥，嚴重汙染了生態環境，這是我國農業生產中亟待解決的重大問題之一。透過提高phr基因的表達，有望達到增加水稻直接吸收磷營養和間接透過叢枝菌根共生吸收磷營養的目的，降低農業磷肥的施用，為農業生產的可持續發展提供新的方案。

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上觀號作者：上海科技