桉树对根系环境磷分布不均的复杂响应及其意义

为探究磷供应下根叶信号和再调动机制，研究 3 种桉树，发现其响应复杂，对森林营养管理有意义。

　　大多数热带森林土壤中磷（P）含量较低，这限制了植物的生长发育。磷酸转运体和包括转录因子在内的调控元件，参与了磷从土壤吸收并转运到根细胞及其他植物器官的过程，还参与植物对自身磷状态的响应。为了更好地理解植物根叶信号传导以及对磷供应的再调动响应机制，研究人员对三个月大的三种桉树（巨桉（Eucalypts grandis）、蓝桉（E. globulus）和细叶桉（E. tereticornis））幼苗采用分根技术进行实验。磷处理设置为：+P/+P、+P/-P 和 - P/-P（+P 表示补充磷，-P 表示缺磷），在营养液中以 440 μM 的浓度供应磷。桉树植株生长六周后，通过逆转录定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）评估根和叶中与磷吸收、转运和利用相关基因的表达情况。结果显示，在 + P/-P 处理中，根系一侧供应的磷似乎能够补偿另一侧磷的缺乏，因此植株没有表现出明显的磷胁迫响应，磷再调动很可能是导致这一结果的原因。研究结果还揭示了不同处理间养分浓度存在显著差异，磷的有效性对叶片中硼（B）和铜（Cu）的浓度影响显著。在根系中，磷含量的变化对不同桉树品种吸收其他养分（如钾（K）和镁（Mg））的影响各不相同。主成分分析明确了不同处理和品种间养分分布的清晰模式。在磷有效性较低时，与磷饥饿响应（Phosphorus Starvation Response）相关的基因大多被诱导表达，但这种表达响应存在品种依赖性。研究结果表明，桉树对根系环境中磷的不均匀分布存在复杂响应，这种响应会影响与磷吸收、转运和代谢相关基因的表达。这些发现为深入了解植物适应磷有效性变化的机制提供了宝贵信息，对森林树种的营养管理具有重要意义。