磷(lin)素(su)(su)是(shi)(shi)作(zuo)物(wu)豐產所必(bi)須的(de)(de)大(da)量營養元素(su)(su)，由于磷(lin)素(su)(su)在土壤(rang)中有(you)效性低(di)、易被固定，導致全球約70%耕地中的(de)(de)有(you)效磷(lin)含量不能滿足作(zuo)物(wu)的(de)(de)正常生長發育需求。因(yin)此(ci)，提高作(zuo)物(wu)的(de)(de)磷(lin)素(su)(su)吸(xi)收(shou)利(li)用(yong)效率一直是(shi)(shi)廣大(da)科研工作(zuo)者(zhe)為之努力的(de)(de)目標。通(tong)過基因(yin)工程的(de)(de)手段對作(zuo)物(wu)進行遺傳改(gai)良(liang)是(shi)(shi)提高作(zuo)物(wu)磷(lin)素(su)(su)吸(xi)收(shou)利(li)用(yong)效率的(de)(de)有(you)效手段，但前提是(shi)(shi)對作(zuo)物(wu)響應磷(lin)素(su)(su)變化調控的(de)(de)分子機制要(yao)有(you)深入的(de)(de)認識(shi)。

論文通訊(xun)作(zuo)者、資(zi)劃所研究(jiu)員易可(ke)(ke)可(ke)(ke)說，一直(zhi)以來，能感知植物(wu)體(ti)內磷素變化(hua)的(de)感受蛋白SPXs的(de)穩(wen)定(ding)調控(kong)機制(zhi)一直(zhi)不清(qing)楚(chu)，因此(ci)近(jin)年來SPXs蛋白的(de)穩(wen)定(ding)調控(kong)機制(zhi)成為(wei)該領(ling)域研究(jiu)的(de)熱點。易可(ke)(ke)可(ke)(ke)研究(jiu)組經過(guo)4年多(duo)的(de)攻(gong)關，利用遺傳(chuan)學和分(fen)子生物(wu)學的(de)相(xiang)關研究(jiu)方法，成功解析了(le)水稻(dao)體(ti)內磷素感受器SPX4蛋白的(de)穩(wen)定(ding)性調控(kong)機制(zhi)及作(zuo)物(wu)響應低磷脅迫的(de)應答程序，為(wei)分(fen)子設計磷高(gao)效的(de)智能作(zuo)物(wu)提供(gong)了(le)新的(de)靶位點和理(li)論依(yi)據。

論(lun)文(wen)第一(yi)作者、資劃(hua)所副研究(jiu)員阮文(wen)淵介紹，兩類(lei)蛋白(bai)（SDELs和(he)PHRs）和(he)一(yi)類(lei)多(duo)聚磷(lin)(lin)(lin)(lin)酸肌醇（IPs）分子共同(tong)(tong)調控磷(lin)(lin)(lin)(lin)素感受器SPX4的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性。當(dang)外界磷(lin)(lin)(lin)(lin)素供(gong)應(ying)(ying)充足時(shi)，由于(yu)細胞內(nei)IPs含(han)量高，其介導(dao)(dao)了(le)(le)SPX4與(yu)PHR2形(xing)成穩(wen)定(ding)(ding)復合體(ti)(ti)，導(dao)(dao)致SDELs不能有(you)效(xiao)識別SPX4，從而(er)阻礙了(le)(le)SPX4的(de)(de)泛素化(hua)修(xiu)飾(shi)，SPX4得以穩(wen)定(ding)(ding)存在。與(yu)此同(tong)(tong)時(shi)，復合體(ti)(ti)的(de)(de)形(xing)成抑制了(le)(le)PHRs對下游(you)磷(lin)(lin)(lin)(lin)饑(ji)餓(e)誘導(dao)(dao)基(ji)因(yin)(yin)的(de)(de)激活(huo)，使(shi)磷(lin)(lin)(lin)(lin)饑(ji)餓(e)應(ying)(ying)答程序處于(yu)靜息狀態。當(dang)磷(lin)(lin)(lin)(lin)素匱乏時(shi)，復合體(ti)(ti)逐步解(jie)聚，使(shi)得SDELs能有(you)效(xiao)識別游(you)離的(de)(de)SPX4蛋白(bai)并介導(dao)(dao)其降(jiang)解(jie)。同(tong)(tong)時(shi)缺磷(lin)(lin)(lin)(lin)誘導(dao)(dao)SDELs蛋白(bai)積累，加速SDELs對SPX4進行泛素化(hua)修(xiu)飾(shi)，并通過26S蛋白(bai)酶體(ti)(ti)途徑對SPX4進行降(jiang)解(jie)。從復合體(ti)(ti)釋放(fang)出來的(de)(de)PHRs能有(you)效(xiao)結合下游(you)調控基(ji)因(yin)(yin)的(de)(de)啟(qi)動(dong)子，從而(er)啟(qi)動(dong)磷(lin)(lin)(lin)(lin)素匱乏應(ying)(ying)答程序以應(ying)(ying)對低磷(lin)(lin)(lin)(lin)脅迫。

該(gai)研(yan)(yan)究得到了國家重(zhong)點研(yan)(yan)發(fa)計(ji)劃、國家自然科(ke)學(xue)基金、中國農科(ke)院創新工程的(de)資(zi)助。