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氮、磷、鉀是植物生長發(fā)育所必需的三大營養(yǎng)元素，它們直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性。磷、鉀肥不足是我國農(nóng)作物生產(chǎn)面臨的突出問題。我國耕地土壤中有效磷、有效鉀不足，不但影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時也降低了氮肥的吸收利用效率。磷元素易被土壤固定，吸收利用率較低。我國鉀資源匱乏，鉀肥自給率不足50%，需要大量進(jìn)口補(bǔ)充。此外，我國農(nóng)作物品種的氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收利用效率仍然處于較低水平。這些問題已經(jīng)影響到我國的糧食生產(chǎn)安全，并制約我國農(nóng)業(yè)未來的可持續(xù)發(fā)展。因此，全面解析植物/作物感受、吸收、運(yùn)輸、利用磷鉀元素的分子調(diào)控機(jī)制，將為培育作物養(yǎng)分高效新品種提供重要的理論依據(jù)。

JIPB近日在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)大學(xué)武維華院士團(tuán)隊題為“Potassium and phosphorus transport and signaling in plants”的綜述論文。該論文以擬南芥和水稻為例，系統(tǒng)歸納了植物/作物吸收、運(yùn)輸鉀和磷的分子調(diào)控機(jī)制，以及植物/作物感受和應(yīng)答低鉀、低磷逆境脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。此外，論文還討論了氮、磷、鉀養(yǎng)分之間的互作關(guān)系，及其協(xié)同吸收、運(yùn)輸?shù)姆肿訖C(jī)理。圖1. 植物鉀吸收運(yùn)輸及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制示意圖

圖2. 植物磷吸收運(yùn)輸及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制示意圖

武維華院士團(tuán)隊長期以來一直致力于研究植物磷、鉀養(yǎng)分高效吸收利用的分子機(jī)制，以及植物感受和應(yīng)答低磷、低鉀脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，并取得了一系列研究成果（Xu et al., 2006; Chen et al., 2009; Wang et al., 2010; Li et al., 2014; Han et al., 2016; Zhao et al., 2016; Li et al., 2017; Ye et al., 2018; Du et al., 2019; Zhang et al., 2020; Wang et al., 2020）。相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金、科技部重點研發(fā)計劃等項目的資助。