浸大研究揭示植物磷饥饿反应促进丛枝菌根共生的调控机制

图2.转录因子PHR2 调节AM共生的模型示意图

浸大植物生物学讲座教授张建华教授的研究团队与德国慕尼黑工业大学合作，在 《Nature Communication》 上发表的研究论文（Das et al. 2022），揭示了水稻缺磷条件下共生真菌丛枝菌根 （AM）的共生是如何增强的。AM真菌对於维持生态系统的健康和运作极为重要，因为真菌通过提供必需的矿物质营养素，尤其是难以获得的磷酸盐来交换有机碳，从而对植物性能起到关键性的支持作用。AM 真菌还可以提高植物的抗逆性和土壤稳定性，有助可持续农业发展。

AM真菌一般在植物根内定殖，这个定殖状态在低磷环境下会被促进，而在高磷环境下则会被抑制。研究团队发现水稻中磷酸盐缺乏反应的主要转录调节因子Phosphate Starvation Response 2 (PHR2) 能够调节 AM定殖的相关分子基础。研究进一步表明，AM在PHR2突变体的根部定殖显著减少，而 PHR2 是田间土壤中根定殖、菌根磷酸盐吸收和产量增加所必需的基因。在分子层面，PHR2通过靶向接触前信号传递、根定植和 AM 功能所需的基因来促进 AM的定殖。 因此，这种重要的共生关系直接与 PHR2 控制的植物磷酸盐饥饿反应有关。