近日，資源環(huán)境學院根系生物學研究中心、亞熱帶農業(yè)生物資源保護與利用國家重點實驗室，田江研究員課題組在New Phytologist（中科院一區(qū)Top期刊，影響因子8.3）發(fā)表了題為“Crystal structure and function of a phosphate starvation responsive protein phosphatase, GmHAD1?2 regulating soybean root development and flavonoid metabolism”的研究論文，揭示了類黃酮代謝參與調控大豆根系形態(tài)構型建成的重要機制。
磷是植物生長的必需營養(yǎng)元素，也是肥料三要素之一。農業(yè)生產上磷肥的不當施用不僅導致磷礦資源浪費，而且引發(fā)了環(huán)境富營養(yǎng)化等問題。作物根系形態(tài)構型的重塑是決定植物能否高效利用磷肥的重要因素。
該課題組在前期研究紫色酸性磷酸酶調控大豆高效活化土壤有機磷的基礎上，發(fā)現大豆磷酸酶GmHAD1-2調控大豆側根生長，從而影響大豆磷吸收及其產量的功能。通過X-射線晶體衍射技術分析GmHAD1-2的晶體結構，發(fā)現GmHAD1-2具有蛋白磷酸酶的結構特征，也是首次明確了植物HAD家族成員蛋白結構。進一步通過分子生物學，轉錄組學和代謝組學等技術，闡明GmHAD1-2控制查爾酮還原酶GmCHR1的磷酸化水平，影響根系類黃酮代謝，從而調控大豆側根發(fā)育的生物學機制。
資源環(huán)境學院根系生物學研究中心在讀博士研究生張澤宇，已畢業(yè)博士研究生莫小惠和園藝學院趙竑博副教授為該論文共同第一作者，田江研究員和梁翠月研究員為共同通訊作者，福建農林大學廖紅教授、清華大學范仕龍高級工程師參與相關研究。本研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家科創(chuàng)2030重大專項、國家自然科學基金等項目資助。
相關論文鏈接：http://doi.org/10.1111/nph.20174
