华南农业大学资源环境学院根系生物学研究中心揭示蛋白磷酸酶GmHAD1-2调控大豆类黄酮代谢控制根系生长的机制

　　近日，资源环境学院根系生物学研究中心、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，田江研究员课题组在New Phytologist（中科院一区Top期刊，影响因子8.3）发表了题为“Crystal structure and function of a phosphate starvation responsive protein phosphatase, GmHAD1?2 regulating soybean root development and flavonoid metabolism”的研究论文，揭示了类黄酮代谢参与调控大豆根系形态构型建成的重要机制。

 

　　磷是植物生长的必需营养元素，也是肥料三要素之一。农业生产上磷肥的不当施用不仅导致磷矿资源浪费，而且引发了环境富营养化等问题。作物根系形态构型的重塑是决定植物能否高效利用磷肥的重要因素。

 

　　该课题组在前期研究紫色酸性磷酸酶调控大豆高效活化土壤有机磷的基础上，发现大豆磷酸酶GmHAD1-2调控大豆侧根生长，从而影响大豆磷吸收及其产量的功能。通过X-射线晶体衍射技术分析GmHAD1-2的晶体结构，发现GmHAD1-2具有蛋白磷酸酶的结构特征，也是首次明确了植物HAD家族成员蛋白结构。进一步通过分子生物学，转录组学和代谢组学等技术，阐明GmHAD1-2控制查尔酮还原酶GmCHR1的磷酸化水平，影响根系类黄酮代谢，从而调控大豆侧根发育的生物学机制。

 

　　资源环境学院根系生物学研究中心在读博士研究生张泽宇，已毕业博士研究生莫小惠和园艺学院赵竑博副教授为该论文共同第一作者，田江研究员和梁翠月研究员为共同通讯作者，福建农林大学廖红教授、清华大学范仕龙高级工程师参与相关研究。本研究得到国家重点研发计划、国家科创2030重大专项、国家自然科学基金等项目资助。

 

　　相关论文链接：http://doi.org/10.1111/nph.20174