一个研究小组根据模型植物和农作物植物的骨干，回顾了木本植物中无机磷 (Pi) 的吸收、运输和信号传导机制。他们的研究结果强调了 Pi 在光合作用、呼吸作用和遗传信息传递中的重要性。这项研究强调了提高土壤 Pi 含量和开发高磷利用效率 (PUE) 植物的策略的必要性。这些进步可以通过解决 Pi 缺乏这一自然生态系统的主要限制因素来显著提高森林的生产力和恢复力。
无机磷 (Pi) 是植物生长所必需的大量营养素，在许多生理过程中发挥着关键作用，例如根系发育、早期枝条生长和果实质量控制。然而，土壤中 Pi 浓度低、扩散速度慢以及 Pi 与阳离子一起沉淀导致木本植物生长发育持续缺乏 Pi。鉴于木本植物基因组的可用性不断提高，了解 Pi 饥饿信号介导的吸收、运输和发育调控背后的分子机制势在必行。
2024 年 5 月 6 日发表在《林业研究》上的一项研究 (DOI: 10.48130/forres-0024-0014)讨论了了解植物对 Pi 缺乏的分子和生理反应的必要性，特别是在 Pi 施肥在经济上不可行的森林生态系统中。
本综述详细介绍了 Pi 的吸收和运输过程，这些过程主要通过根系进行。这些过程包括细胞内运输、长距离运输、成熟叶片中的 Pi 再动员以及谷物中的 Pi 运输。本综述强调了菌根真菌通过与植物根部形成共生关系在增强 Pi 吸收方面的重要作用。此外，该研究还讨论了响应 Pi 缺乏而激活的分子信号通路，从而导致根系结构和其他生理反应的调整，以优化 Pi 的获取。本综述还总结了 Pi 与其他矿物质营养素(如氮 (N) 和铁 (Fe))之间的相互作用。它指出了木本植物中 Pi 研究的挑战和未来方向，包括需要表征木本植物特有的 Pi 信号调控机制并评估 Pi 对木本植物特有性状(如木材形成)的调控作用。
该研究首席研究员马留银表示：“了解 Pi 信号在木材形成或季节性生长等木本植物特定性状形成中的作用是木本植物 Pi 研究的基础。”
总之，研究团队的全面审查提供了对木本植物中 Pi 的吸收、运输和信号传导的详细了解。这些知识对于制定改善林业 PUE 的策略至关重要，可能带来更可持续的森林管理实践。从这次审查中获得的见解可以指导未来旨在设计高 PUE 木本植物的研究，从而提高森林生态系统的生产力和恢复力。
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