土壤植物互作团队研究建立高效的植物细胞无机磷可视化检测技术

        中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作创新团队建立了高效的植物细胞无机磷可视化检测技术，并揭示了植物细胞无机磷分布调控的新机制，相关研究成果发表于《自然植物（Nature Plants）》。研究团队首先建立了高效的植物细胞无机磷可视化检测技术。与现有检测植物组织总磷原位分布的LA-ICP-MS技术和利用荧光蛋白结合激光共聚焦荧光显微镜检测细胞无机磷的FLIPPi技术相比，体现出费用低、耗时短、操作简单、不受植物种类及组织部位限制等诸多优势。利用IOSA技术，研究人员以水稻和拟南芥为研究材料，明确了植物无机磷主要分布在叶片的叶肉细胞，根系的表皮细胞、靠近内皮层的薄壁细胞、内皮层细胞，和中柱细胞。研究还挖掘了植物磷平衡调控网络中已知磷素核心调控因子 PHRs、PHO2、PHO1、PHF1等在调控植物细胞无机磷分布方面的新功能。基于IOSA技术，研究团队也筛选了一系列水稻细胞无机磷分布变化的突变体，并克隆了一个调控水稻叶片无机磷从叶尖到叶基部不均分布的基因HPA1/OsPHO1;1。该基因在叶尖韧皮部的伴胞细胞高表达，从叶尖到叶基部的表达量逐渐降低，主要调节叶尖细胞的无机磷通过韧皮部转运输出叶片，从而有效促进叶片磷素的输出及再利用。综上，该研究建立了高效的植物细胞无机磷可视化检测技术，并测试了其潜在的运用场景，开发的新技术有望为磷养分高效利用调控机制解析开辟新赛道。