大豆低磷胁迫下磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因GmPPC6对根系发育的负调控机制

【编辑推荐】土壤有效磷(P)缺乏是限制大豆生长发育的关键因素。研究人员通过GWAS分析239份种质和62,124个SNP标记，筛选出194个根系性状相关QTL，结合低磷耐受型P375与敏感型P018的转录组数据，发现磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因GmPPC6通过负调控根长(RL)和根表面积(SA)影响低磷适应性，为大豆磷高效育种提供新靶点。

　　

土壤有效磷(P)缺乏严重制约大豆生长发育。尽管前人已定位多个低磷胁迫相关数量性状位点(QTL)，但根系重塑的分子机制仍不明确。研究者创新性地结合全基因组关联分析(GWAS)和比较转录组技术：通过分析239份大豆种质的62,124个单核苷酸多态性(SNP)标记，筛选出194个与7种根系性状相关的数量性状核苷酸(QTN)区域，其中5个关键区域在至少三种性状或环境中共定位。

低磷耐受基因型P375与敏感型P018的转录组比较显示，正常供磷与低磷处理间存在621个差异表达基因(DEG)，而基因型间差异基因达1025个。整合QTL和DEG分析锁定关键靶基因——磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因GmPPC6。转基因毛状根实验证实，过表达GmPPC6会显著抑制低磷胁迫下的根长(RL)和根表面积(SA)，RNA干扰则呈现相反表型。

该研究首次揭示GmPPC6通过"分子刹车"机制调控大豆根系低磷适应性，为解析植物磷信号转导网络提供新视角，对培育磷高效大豆品种具有重要实践意义。