01
背景回顾
磷元素（P）从不可再生的磷矿石中来，是植物生长发育所必需的营养元素。全球约40 % 的耕地缺磷，植物已进化出一系列复杂策略以适应缺磷土壤，包括磷酸盐的激活、吸收、运输、储存和再利用。大豆作为全球主要植物蛋白来源，需要大量磷，因此土壤中磷的可用性对优化大豆产量至关重要。我们迫切需要开发一种基因层面的解决方案来提高植物对磷的吸收，以在全球范围内节约磷资源。
02
科学问题
大豆植株本身是否可以成为开发新型高产大豆品种的关键？深入了解大豆吸收和利用磷酸盐的分子机制，是否有助于制定提高磷吸收和利用率的策略？
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研究发现
我们通过遗传方法发现了大豆一个主要耐低磷基因 GmGDPD2。过表达该基因显著促进根系生长发育，并提高大豆根对磷酸盐的吸收以增产。而敲除该基因则抑制根系生长，减少磷吸收，降低产量。我们还识别出一个GmGDPD2互作蛋白GA2ox1。并鉴定上游转录因子GmMyb73 通过结合GmGDPD2的启动子区域抑制其表达。这些结果使我们识别出Myb73-GDPD2-GA2ox1调控模块，该模块通过促进根系生长帮助植物从土壤中获取更多磷。
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展望未来
我们将继续研究Myb73-GDPD2-GA2ox1模块以解析植物利用磷效率详细机制。例如，我们发现酸性磷酸酶基因GmAPA17在gdpd2突变体中显著上调，可能为该模块下游的重要基因。更多由GmGDPD2调控的基因及调控机制有待探索。
参考文献：
Dandan Hu, Ruifan Cui, Ke Wang, Yuming Yang, Ruiyang Wang, Hongqing Zhu, Mengshi He, Yukun Fan, Le Wang, Li Wang, Shanshan Chu, Jinyu Zhang, Shanshan Zhang, Yifei Yang, Xuhao Zhai, Haiyan Lü, Dandan Zhang, Jinshe Wang, Fanjiang Kong, Deyue Yu, Hengyou Zhang, Dan Zhang, The Myb73–GDPD2–GA2ox1 transcriptional regulatory module confers phosphate deficiency tolerance in soybean, The Plant Cell, Volume 36, Issue 6, June 2024, Pages 2176–2200, https://doi.org/10.1093/plcell/koae041
原文：Dandan Hu, Hengyou Zhang and Dan Zhang
译者：Baiying Li, TPC Assistant Features Editor
编辑：Xiaowen Shi, TPC Special Content Editor
