在全球范围内，土壤中磷(P)和锌(Zn)的可用性对作物生长至关重要。磷是植物生长发育的关键营养元素之一，而锌则是许多酶的组成成分，对植物、动物乃至人类健康都有着不可替代的作用。然而，土壤中过量的磷肥使用常常会导致作物锌含量的下降，这种现象被称为“磷锌拮抗”。这一拮抗作用已经得到了充分证实，而丛枝菌根(AM)共生作用如何影响这些相互作用的分子机制仍然不清楚。2024年7月7日，New Phytologist上线了一篇关于磷锌拮抗作用的研究论文，“Maize zinc uptake is influenced by arbuscular mycorrhizal symbiosis under various soil phosphorus availabilities”。该研究深入探讨了，玉米与丛枝菌根共生体在不同土壤磷有效性条件下影响锌吸收的机制。图1. 玉米中菌根共生体与磷(P)-锌(Zn)相互作用的因果联系该研究在不同磷水平下，测定了玉米根系的锌浓度、根部AM共生作用以及田间条件下玉米根系的转录组学特征。图2. 在玉米中，基于土壤磷可利用性的P-锌Zn互作的转录组学特征研究发现，在高磷条件下，玉米的锌浓度显著下降。这与AM共生体的减少有关，揭示了磷锌拮抗作用的存在。图3. P-Zn的拮抗吸收取决于玉米中的菌根共生体此外，还验证了从MAGIC群体中选择的特定基因型的P-Zn吸收的基因型依赖性，并使用菌根缺陷突变体pht1;6进行了菌根接种实验，以阐明AM共生作用在P-Zn拮抗作用中的重要性。图4. P通过AM菌丝系统影响了玉米中的Zn吸收最后，在三室系统中，评估了磷供应如何影响菌根菌丝中锌转运蛋白的表达和锌的吸收。通过三室系统实验，观察到高磷处理显著降低了AM菌丝体中的锌浓度，并且这种降低与RiZRT1和RiZnT1基因表达的下调有关。 图5. 玉米中P-Zn拮抗互作机制的模型综上所述，本研究深入探讨了磷锌拮抗作用的分子基础，并揭示了AM共生体在调节玉米锌吸收中的关键角色。研究结果不仅丰富了我们对植物营养吸收机制的认识，也为农业实践中的土壤管理和作物育种提供了科学依据。点击阅读原文，查看更多内容欢迎转载- The End -
