福建农林大学根系中心廖红团队李欣欣课题组揭示转录因子GmPTF1参与磷调控大豆根构型的新机制

责编 | 王一

土壤缺磷是农业生产中限制作物产量的主要因素。改变根构型，提高作物对低磷胁迫的适应性，是改良作物磷效率的重要策略。然而，目前对磷调控作物根构型的机制还未明晰。

福建农林大学根系中心廖红团队长期以来围绕大豆根系磷效率遗传改良展开研究，克隆了负责大豆根构型响应磷有效性的重要基因GmEXPB2，发现该基因具有协同大豆氮磷效率的功能。相关成果相继发表在The Plant Journal (2011) 和Plant Physiology (2015) 等杂志上。

近日，福建农林大学根系中心廖红团队李欣欣课题组在The Plant Journal在线发表了题为GmPTF1 modifies root architecture responses to phosphate starvation primarily through regulating GmEXPB2 expression in soybean的研究论文。该研究延续了团队前期的工作，通过对GmEXPB2启动子区段分析，发现GmPTF1 (bHLH型转录因子) 通过与E-box 1结合调控了GmEXPB2的表达，进而改变大豆根构型、提高磷效率。

该研究发现，GmEXPB2在自然群体中的表达与大豆根长及磷含量密切相关，说明GmEXPB2表达对大豆根构型及磷效率具有重要影响。GmEXPB2启动子区段分析表明，该基因上游-304 bp含有3个E-box，对低磷响应显著 (图1) 。

E-box是bHLH型转录因子的结合位点，通过筛选bHLH转录因子家族成员，获得了候选基因GmPTF1。GmPTF1主要通过影响侧根形成与伸长，调控高、低磷条件下的根系生长，进而提高了植株的磷含量和生物量。进一步利用大豆毛根转化体系及EMSA等试验，证实了GmPTF1是通过结合E-box 1 （图2） ，在低磷下调控GmEXPB2表达，进而改变根构型，提高磷效率。

据悉，福建农林大学根系中心2017级硕士生杨昭君和高植为该论文的共同第一作者，李欣欣副教授为通讯作者。根系中心廖红教授参与了本项目的研究。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.15307