近日，資源環(huán)境學(xué)院根系生物學(xué)研究中心、亞熱帶農(nóng)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(diào)控大豆根系形態(tài)構(gòu)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)上磷肥的不當(dāng)施用不僅導(dǎo)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(gòu)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(diào)控大豆高效活化土壤有機磷的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)大豆磷酸酶GmHAD1-2調(diào)控大豆側(cè)根生長，從而影響大豆磷吸收及其產(chǎn)量的功能。通過X-射線晶體衍射技術(shù)分析GmHAD1-2的晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)GmHAD1-2具有蛋白磷酸酶的結(jié)構(gòu)特征，也是首次明確了植物HAD家族成員蛋白結(jié)構(gòu)。進一步通過分子生物學(xué)，轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)等技術(shù)，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(diào)控大豆側(cè)根發(fā)育的生物學(xué)機制。

 

　　資源環(huán)境學(xué)院根系生物學(xué)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(xué)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(nóng)林大學(xué)廖紅教授、清華大學(xué)范仕龍高級工程師參與相關(guān)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(xué)基金等項目資助。

 

　　相關(guān)論文鏈接：http://doi.org/10.1111/nph.20174