运用14-3-3蛋白基因双调土壤磷有效性和土壤逆境的增效作用及机制

我国南方的酸性土壤资源和高强度利用出现的酸化土壤，不仅需要作物增加对磷的吸收能力，同时也需增强对土壤铝毒的耐性。为了充分利用现有设施土壤资源，不仅需要作物增加对磷等养分的吸收能力，同时也需增强对次生盐渍化和低温等环境胁迫的耐性。本项研究从分子根际土壤学的角度，利用最新的研究成果，以转AtGRF9基因番茄为研究材料，探讨拟南芥GRF9基因是否能提高以番茄为代表的农作物对土壤磷的利用率；同时，是否也增强对酸性土壤、盐渍化等土壤胁迫环境的适应能力；验证GRF9基因在增强作物抵御土壤环境胁迫和提高土壤磷库资源利用的"一箭双雕"功能角色，从而也有别于以往将作物高效利用土壤磷素与耐受土壤环境胁迫分隔开来进行研究的思路。并将揭示14-3-3蛋白基因调控植物吸收利用土壤磷库的根际机制，为酸性土壤和盐渍化设施农业土壤的可持续利用提供新的技术支持和科学认知。

本项研究主要从分子根际土壤学的角度，利用最新的研究成果，以转AtGRF9基因番茄为研究材料，探讨拟南芥GRF9基因是否能提高以番茄为代表的农作物对土壤磷的利用率；同时，是否也增强对酸性土壤、盐渍化等土壤胁迫环境的适应能力。研究结果表明，增加GRF9在番茄中的表达，可以提高番茄对磷的利用能力，促进番茄早期果的比例；增强番茄耐受盐胁迫的能力，但对铝毒害却反而较野生型对照更为敏感；由此可见，导入GRF9可望在增强作物抵御土壤盐渍胁迫和提高土壤磷库资源利用方面起到“一箭双雕”的功能角色，但是在增强作物抵御土壤酸化和提高土壤磷库资源利用方面很难有同样的“一箭双雕”的作用。对作用机制的进一步研究表明，导入GRF9基因的番茄通过增加根表单位面积的泌酸量和磷转运子的表达量，提高了根系在低磷环境下对磷的活化吸收；而在耐受盐害胁迫方面则不依赖于ABA途径作为抗性作用机制。