Plant Cell | 刘琳/陈雪梅团队揭示玉米磷稳态调控新机制

　　

      磷是植物生长发育不可缺少的元素之一。为了应对磷缺乏，植物已经进化出多种复杂的策略来协调磷酸盐的获取、清除和再利用（回收）过程。玉米是一种重要的粮食作物，如今已经在全世界范围内被广泛种植。磷是维持玉米高产所需肥料的主要成分之一，然而磷资源正在迅速减少，并可能在不久的将来枯竭。了解玉米磷酸盐获取和利用的潜在分子机制，以开发具有高磷酸盐利用效率的玉米品种是应对未来磷资源短缺的有效手段。

        近日，The Plant Cell在线发表了来自深圳大学生命与海洋科学学院刘琳副教授和美国加州大学河滨分校陈雪梅院士团队（现已全职加盟北京大学生命科学院）的题为INDETERMINATE1 autonomously regulates phosphate homeostasis upstream of the miR399-ZmPHO2 signaling module in maize研究论文，揭示了ID1-miR399-ZmPHO2分子模块调控玉米磷稳态的分子机制。

      该研究通过实验室和大田评估发现，过表达玉米microRNA399家族或敲除其靶基因 ZmPHO2 会导致玉米在授粉后出现明显的叶片早衰表型。进一步研究发现，转录因子 INDETERMINATE1 (ID1) 作为上游调节因子可以有效抑制 ZmMIR399 基因的转录，从而减少成熟 miR399 的积累并减轻其对靶标基因ZmPHO2的转录切割，最终将有助于玉米体内磷稳态的维持。与由Pi缺乏诱导表达的ZmMIR399基因不同，ID1的表达与外部无机正磷酸盐状态无关，这表明ID1是Pi稳态的自主调节因子。此外，研究发现 ZmPHO2 在玉米驯化和栽培过程中可能受到了强烈的选择，导致温带玉米比热带玉米对Pi饥饿的反应更敏感。该研究在玉米中建立了ID1-miR399-ZmPHO2磷调控模块，为提高玉米磷酸盐利用效率和培育耐低磷玉米品种提供了宝贵的遗传资源。

        深圳大学生命与海洋科学学院刘琳副教授和美国加州大学河滨分校陈雪梅院士为本文的共同通讯作者，博士后王旭峰和袁丹为论文共同第一作者。深圳大学莫蓓莘教授、山东农业大学杨晓玉教授、中国农业大学田丰教授、梁亚盟博士后参与了本研究并对该工作提供了重要的指导和帮助。本研究得到国家自然科学基金 （青年基金） 、中国博士后面上基金、广东省创新研究团队基金和深圳基础研究面上项目的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/plcell/koad089