首页 > 分享 > 中国农业大学武维华院士团队发表植物钾、磷养分吸收运输及信号转导综述

中国农业大学武维华院士团队发表植物钾、磷养分吸收运输及信号转导综述

花匠小妙招
2025-05-02 13:29

氮、磷、钾是植物生长发育所必需的三大营养元素，它们直接影响农作物的产量、品质和抗逆性。磷、钾肥不足是我国农作物生产面临的突出问题。我国耕地土壤中有效磷、有效钾不足，不但影响农作物的产量和品质，同时也降低了氮肥的吸收利用效率。磷元素易被土壤固定，吸收利用率较低。我国钾资源匮乏，钾肥自给率不足50%，需要大量进口补充。此外，我国农作物品种的氮、磷、钾养分吸收利用效率仍然处于较低水平。这些问题已经影响到我国的粮食生产安全，并制约我国农业未来的可持续发展。因此，全面解析植物/作物感受、吸收、运输、利用磷钾元素的分子调控机制，将为培育作物养分高效新品种提供重要的理论依据。

JIPB近日在线发表了 中国农业大学武维华院士团队题为“ Potassium and phosphorus transport and signaling in plants”的综述论文。 该论文以拟南芥和水稻为例，系统归纳了植物/作物吸收、运输钾和磷的分子调控机制，以及植物/作物感受和应答低钾、低磷逆境胁迫的信号转导机制。此外，论文还讨论了氮、磷、钾养分之间的互作关系，及其协同吸收、运输的分子机理。

图1. 植物钾吸收运输及信号转导机制示意图

图2. 植物磷吸收运输及信号转导机制示意图

武维华院士团队长期以来一直致力于研究植物磷、钾养分高效吸收利用的分子机制，以及植物感受和应答低磷、低钾胁迫的信号转导机制，并取得了一系列研究成果（ Xu et al., 2006; Chen et al., 2009; Wang et al., 2010; Li et al., 2014; Han et al., 2016; Zhao et al., 2016; Li et al., 2017; Ye et al., 2018; Du et al., 2019; Zhang et al., 2020; Wang et al., 2020）。相关研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划等项目的资助。

参考文献：

2. Zhang ML, Huang PP, Ji Y, Wang S, Wang SS, Li Z, Guo Y, Ding Z, Wu WH, Wang Y (2020) KUP9 maintains root meristem activity by regulating K + and auxin homeostasis in response to low K. EMBO Rep 21: e50164.

3. Du XQ, Wang FL, Li H, Jing S, Yu M, Li J, Wu WH, Kudla J, Wang Y (2019) The tranion factor MYB59 regulates K + /NO 3 - translocation in the Arabidopsis response to low K + stress. Plant Cell 31: 699-714.

4. Ye Q, Wang H, Su T, Wu WH, Chen YF (2018) The ubiquitin E3 ligase PRU1 regulates WRKY6 degradation to modulate phosphate homeostasis in response to low-Pi stress in Arabidopsis. Plant Cell 30: 1062-1076.

5. Li H, Yu M, Du XQ, Wang ZF, Wu WH, Quintero FJ, Jin XH, Li HD, Wang Y (2017) NRT1.5/NPF7.3 functions as a proton-coupled H + /K + antiporter for K + loading into the xylem in Arabidopsis . Plant Cell 29: 2016-2026.

7. Han M, Wu W, Wu WH, Wang Y (2016) Potassium transporter KUP7 is involved in K + acquisition and translocation in Arabidopsis root under K + -limited conditions. Mol Plant 9: 437-446.

9. Wang Y, He L, Li HD, Xu J, Wu WH (2010) Potassium channel a-subunit AtKC1 negatively regulates AKT1-mediated K + uptake in Arabidopsis roots under low-K + stress. Cell Res 20: 826-837.

11.Xu J, Li HD, Chen LQ, Wang Y, Liu LL, He L, Wu WH (2006) A protein kinase, interacting with two calcineurin B-like proteins, regulates K+ transporter AKT1 in Arabidopsis. Cell 125: 1347-1360.