近日，中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所（以下简称品资所）牧草团队在柱花草耐低磷性状解析方面取得重要进展，鉴定了柱花草参与磷素高效利用的关键基因SgPAP7。该研究成果发表于The Plant Journal。
柱花草是一种热带豆科牧草及覆盖作物，其对酸性土壤中的低磷胁迫适应性强。早期在生理生化水平的研究发现，柱花草的耐低磷性状与其具有较高的酸性磷酸酶活性相关。但是，在分子水平上，柱花草中响应低磷胁迫的酸性磷酸酶关键基因一直未被鉴定。
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柱花草SgPAP7催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸的糖酵解旁路 中国热带农业科学院供图
该研究利用多组学技术筛选到1个对柱花草群体酸性磷酸酶活性基因型差异负责的关键基因SgPAP7。结合生化酶学性质表征及转基因功能验证，揭示了SgPAP7能够直接水解有机磷释放出磷酸根离子供植物利用。此外，SgPAP7还可以催化磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸，从而绕过糖酵解途径中ADP依赖的丙酮酸激酶反应，这对于在低磷胁迫下（ADP供应不足）柱花草维持糖酵解途径的运转发挥着重要作用。SgPAP7有望作为后续研究培育耐低磷作物品种的候选基因。
品资所副研究员刘攀道和研究员刘国道为该论文的共同通讯作者。品资所博士罗佳佳和副研究员陈志坚为论文的共同第一作者。该研究得到了中国科协青年人才托举工程、农业农村部农业科研杰出人才培养计划、中国热科院热带农业青年英才项目、国家牧草产业技术体系、中央公益性科研院所基本科研业务费等项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/tpj.16526
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