水稻质膜H+-ATPase在多种氮源及根际pH条件下调控磷缺乏适应性机制研究

本文揭示了水稻质膜H+-ATPase（PM H+-ATPase）在协调氮（NO3-/NH4+）磷（P）吸收及根际pH适应中的核心作用。通过多组学分析发现，P缺乏显著诱导H+-ATPase基因表达，过表达OSA1基因可提升水稻养分吸收效率，为培育高效利用营养元素的作物品种提供新策略。

　　

Highlight

本研究通过生理学、分子生物学和遗传学手段，系统解析了水稻质膜H⁺-ATPase在氮磷协同吸收及pH适应中的调控网络。

Plant cultivation

水稻野生型（Oryza sativa L. ssp. japonica cv. Nipponbare）及OSA1过表达株系种子经消毒后，在含0.5 mM CaSO₄的水培体系中培养，设置不同pH（3.0 vs 6.5）、氮源（NO₃^-/NH₄⁺）和磷水平处理。

Growth and nutrient contents

表型分析显示：NH₄⁺营养下水稻生物量最高，且低磷条件促进根部氮积累。转录组发现8749个叶片差异基因（DEGs）和6519个根部DEGs，显著富集于膜转运和信号通路。

Discussion

PM H⁺-ATPase作为质子泵驱动营养共转运，其活性受氮形态和pH双重调控。OSA1过表达株系通过增强H⁺外排促进P吸收，为"智能施肥"提供分子靶点。

Conclusion

该研究阐明H⁺-ATPase是氮磷协同吸收的枢纽，突破传统单一营养研究范式，对可持续农业具有重要实践意义。