PCE | 独脚金内酯影响番茄植株磷的获取
来源 | 植物与环境PCE
磷 （P） 是植物生长发育必需的元素之一，其在土壤中的浓度相当低 （通常为 1-10 μM） ，以无机磷酸盐 (Pi) 的形式被植物吸收和同化。植物已进化出一系列适应性策略来优化磷的使用并在缺磷的情况下增加磷的获取，统称为磷饥饿反应(PSR) 。
独脚金内酯 (SL) 是类胡萝卜素衍生的萜类内酯，具有刺激寄生植物种子萌发、促进丛枝菌根真菌菌丝产生分枝、直接或间接抑制植物侧芽萌发和与寄主植物共生等诸多作用。由于番茄的农艺重要性和SL生物合成突变体的可用性，其已成为SL研究的理想模式物种。近期研究发现SL缺陷会影响 P 饥饿条件下番茄根的可塑性。尽管已经发现SL 介导番茄对磷胁迫反应的调节作用，但在缺磷条件下SL对番茄 P 获取策略影响的深入描述仍较少。
近日，意大利都灵大学Veronica Santoro课题组在Plant, Cell & Environment上发表了题为“Strigolactones affect phosphorus acquisition strategies in tomato plants” 的研究论文，从生物量、磷含量和分配、编码关键PSR markers的PSI基因表达等方面，研究了有磷和无磷条件下SL对野生型和SL合成缺陷番茄植株的磷吸收影响。
研究发现在缺磷条件下，除上调转运蛋白的表达和增加磷溶解酶的活性外，SL合成缺陷的植物无法有效激活与磷饥饿反应 (PSR) 相关的大多数机制。而在正常磷供应条件下，由于SL合成缺陷植株中高亲和力磷转运蛋白和酶活性 （植酸酶、酸性磷酸酶） 被过度激活以维持升高的P吸收，而这需要大量的 C、N成本和能量耗散，因此仍表现为负调控。
研究还测量了野生型和SL合成缺陷植株中的质子排出、溶解有机碳 (DOC) 和有机酸阴离子，比较了P吸收的短期和长期动力学以及渗出物释放的动力学，评估了外源SL对野生型植物根际酸化、磷获取和磷利用的影响。
综上，该研究表明SL是番茄PSR的主要调节剂因子，其合成缺陷可能导致缺磷条件下的次优营养和当磷可用时对磷吸收的不平衡控制。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14169
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