浸大研究揭示植物磷飢餓反應促進叢枝菌根共生的調控機制

圖2.轉錄因子PHR2 調節AM共生的模型示意圖

浸大植物生物學講座教授張建華教授的研究團隊與德國慕尼黑工業大學合作，在 《Nature Communication》 上發表的研究論文（Das et al. 2022），揭示了水稻缺磷條件下共生真菌叢枝菌根 （AM）的共生是如何增強的。AM真菌對於維持生態系統的健康和運作極為重要，因為真菌通過提供必需的礦物質營養素，尤其是難以獲得的磷酸鹽來交換有機碳，從而對植物性能起到關鍵性的支持作用。AM 真菌還可以提高植物的抗逆性和土壤穩定性，有助可持續農業發展。

AM真菌一般在植物根內定殖，這個定殖狀態在低磷環境下會被促進，而在高磷環境下則會被抑制。研究團隊發現水稻中磷酸鹽缺乏反應的主要轉錄調節因子Phosphate Starvation Response 2 (PHR2) 能夠調節 AM定殖的相關分子基礎。研究進一步表明，AM在PHR2突變體的根部定殖顯著減少，而 PHR2 是田間土壤中根定殖、菌根磷酸鹽吸收和產量增加所必需的基因。在分子層面，PHR2通過靶向接觸前信號傳遞、根定植和 AM 功能所需的基因來促進 AM的定殖。 因此，這種重要的共生關係直接與 PHR2 控制的植物磷酸鹽饑餓反應有關。