Decoupling low phytic acid from growth penalties by targeting PHR1/PHL1 in Arabidopsis

IF 3.4 3区生物学 Q1 PLANT SCIENCES

Plant Biology Pub Date : 2026-09-17 Epub Date: 2026-06-15 DOI:10.1111/plb.70241

S. Ge, K. Chen, F. Guo, M. Xiao, Q. Lv, G.-Y. An, J. Dong, M. Lei

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Abstract

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靶向拟南芥PHR1/PHL1的低植酸解耦研究

植酸（PA, InsP6）是种子中主要的磷储存形式，但其在单胃动物体内的消化率较差，对必需矿物质的螯合作用强，降低了其营养价值，而未被消化的植酸会导致环境富营养化。发展低植酸（LPA）作物对可持续农业至关重要，但低植酸基因型通常表现出多效性生长缺陷，限制了育种应用。我们采用正向基因抑制筛选来鉴定拟南芥ipk1-1突变背景中的抑制突变。通过测序定位、互补分析和表型评估（包括磷酸盐定量、基因表达谱和植酸测定）对抑制系进行了表征。我们发现LPA触发磷酸盐饥饿反应（PSR）的组成性激活，导致磷酸盐过度积累和水杨酸（SA）生物合成升高，从而导致叶片过早衰老。PHR1/PHL1的功能缺失突变阻断了这种过度活跃的信号级联，使SA水平正常化，抑制衰老相关基因表达，同时维持低植酸表型。我们的研究结果提供了独立的遗传证据，通过前向抑制筛选获得，PHR1/PHL1功能的丧失阻断了IPK1缺乏引发的异常PSR和SA积累，从而在保持LPA表型的同时防止过早衰老。这项工作扩展了PHR1/ phl1依赖信号的既定框架，包括种子产量、发芽和衰老，为开发低植酸作物提供了一种精细的策略，使农艺处罚最小化。

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来源期刊

Plant Biology 生物-植物科学

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3 months

期刊介绍： Plant Biology is an international journal of broad scope bringing together the different subdisciplines, such as physiology, molecular biology, cell biology, development, genetics, systematics, ecology, evolution, ecophysiology, plant-microbe interactions, and mycology. Plant Biology publishes original problem-oriented full-length research papers, short research papers, and review articles. Discussion of hot topics and provocative opinion articles are published under the heading Acute Views. From a multidisciplinary perspective, Plant Biology will provide a platform for publication, information and debate, encompassing all areas which fall within the scope of plant science.