近日，湖南大学生物学院于峰教授课题组在国际著名学术期刊The EMBO Journal（2021 IF：11.596）发表了题为Plant immunity suppression via PHR1-RALF-FERONIA shapes the root microbiome to alleviate phosphate starvation的文章，为提高作物磷吸收效率提供了新的解决思路。

磷是植物（包括作物）生长发育所必需的大量营养元素，是限制全球作物生产的主要因素之一。土壤中的可吸收磷酸盐浓度通常低于10 μM，为了更好地应对磷饥饿胁迫，植物进化出适应性的磷饥饿反应，在磷酸盐饥饿反应下，植物塑造根部微生物组以缓解拟南芥中的磷饥饿，此外，参与磷饥饿的基因有助于植物免疫反应并塑造根系微生物组组成，在低磷条件下使植物受益。

此项研究中，研究人员发现在拟南芥中，磷饥饿响应的主要转录调节因子PHR1直接与数个快速碱化因子(RALFs)基因的启动子结合，并在磷饥饿条件下激活它们的表达，RALFs通过抑制病原体相关分子模式(PAMP)触发的免疫(PTI)受体复合物的形成来抑制植物免疫，FERONIA是RALFs的受体蛋白，课题组前期研究表明FERONIA突变可增加植物对某些有害微生物的抵抗力，有意思的是，磷饥饿响应条件下PHR1-RALF-FERONIA信号通路介导的免疫抑制导致了一个特殊的根系微生物菌群，这个微生物菌群可以通过上调磷饥饿响应相关基因的表达来缓解磷饥饿。该研究工作填补了围绕PHR1介导的植物免疫反应变化的知识空白，为植物如何协调营养胁迫和免疫提供了模型。尤其重要的是，该分子机理在水稻和大豆等多个作物中保守存在，为利用FERONIA基因资源，提高作物磷吸收提供了改良路径。

图1. PHR1平衡免疫与磷饥饿的工作模式图

湖南大学生物学院于峰教授为该论文的通讯作者，生物学院博士研究生唐静和伍斗生副教授为论文的共同第一作者。

该研究论文发表后获得了国内外同行的高度肯定，目前已被国际知名学术组织Faculty Opinions两位领域专家亮点点评，专家认为“这是一个伟大的研究工作，不仅揭示了PHR1通过调控微生物菌群来缓解低磷胁迫的分子机理，还极大的促进了对受体激酶FERONIA介导的植物生长和发育适应性的理解”。

原文链接：

https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/embj.2021109102

Faculty Opinions点评连接：

https://facultyopinions.com/article/741682231?key=u96dOTIq6W0hPgu

                                                                                        供稿：唐静