近日，中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所（以下簡稱品資所）牧草團隊在柱花草耐低磷性狀解析方面取得重要進展，鑒定了柱花草參與磷素高效利用的關鍵基因SgPAP7。該研究成果發表于The Plant Journal。
柱花草是一種熱帶豆科牧草及覆蓋作物，其對酸性土壤中的低磷脅迫適應性強。早期在生理生化水平的研究發現，柱花草的耐低磷性狀與其具有較高的酸性磷酸酶活性相關。但是，在分子水平上，柱花草中響應低磷脅迫的酸性磷酸酶關鍵基因一直未被鑒定。
該研究利用多組學技術篩選到1個對柱花草群體酸性磷酸酶活性基因型差異負責的關鍵基因SgPAP7。結合生化酶學性質表征及轉基因功能驗證，揭示了SgPAP7能夠直接水解有機磷釋放出磷酸根離子供植物利用。此外，SgPAP7還可以催化磷酸烯醇式丙酮酸轉化為丙酮酸，從而繞過糖酵解途徑中ADP依賴的丙酮酸激酶反應，這對于在低磷脅迫下（ADP供應不足）柱花草維持糖酵解途徑的運轉發揮著重要作用。SgPAP7有望作為后續研究培育耐低磷作物品種的候選基因。
品資所副研究員劉攀道和研究員劉國道為該論文的共同通訊作者。品資所博士羅佳佳和副研究員陳志堅為論文的共同第一作者。該研究得到了中國科協青年人才托舉工程、農業農村部農業科研杰出人才培養計劃、中國熱科院熱帶農業青年英才項目、國家牧草產業技術體系、中央公益性科研院所基本科研業務費等項目資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/tpj.16526