《Agronomy》：Aboveground and Belowground Photosynthesized C Allocation and Its Microbial Utilization in Paddy Soil: Effects of Cellulose and Nitrogen Fertilization
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细胞分裂素（Cytokinin, CK）信号对植物生长发育及环境胁迫响应至关重要。作为该通路关键转录因子，B型响应调节因子（type-B response regulators, ARR-B）可激活初级细胞分裂素响应基因表达。然而，玉米中ARR-B家族的系统鉴
细胞分裂素（Cytokinin, CK）信号对植物生长发育及环境胁迫响应至关重要。作为该通路关键转录因子，B型响应调节因子（type-B response regulators, ARR-B）可激活初级细胞分裂素响应基因表达。然而，玉米中ARR-B家族的系统鉴定及其在磷（Phosphorus, P）营养胁迫中的功能角色仍不清楚。研究人员在基因组水平系统鉴定并表征了玉米ARR-B（ZmARR-B）转录因子家族，共识别12个ZmARR-B基因，从染色体定位、理化性质、蛋白结构、系统发育关系、基因结构、保守基序、启动子顺式调控元件和共线性等方面进行解析。基于中国西南地区70个玉米自交系叶片无机磷酸盐（inorganic phosphate, Pi）浓度测定，选取082、B73和Ye107为代表材料。通过整合长期（14 d）与短期（0.5–12 h）低磷（low-P, LP）处理、转录组测序和qRT-PCR验证，系统刻画了低磷下ZmARR-B表达动态。结果显示，ZmARR-B基因在不同遗传背景下低磷响应模式明显分化。ZmARR-B03在低磷处理早期（0–6 h）瞬时诱导后迅速下降，其脉冲样表达提示其可能作为磷饥饿信号转导中的快速响应调控因子；ZmARR-B06则在全期持续上调，可能参与低磷下长期适应调控。磷高效自交系082中低磷响应ZmARR-B成员数显著多于磷敏感系Ye107，表明ARR-B介导的磷饥饿响应具有强基因型依赖性。该研究为阐明细胞分裂素信号经ARR-B调控玉米磷酸盐营养适应的分子机制奠定基础，并鉴定出可用于磷高效玉米种质遗传改良的候选基因。
研究背景方面，玉米是全球重要谷物，磷是支撑核酸、磷脂及能量转导的宏量元素，但约70%耕地有效磷不足，磷缺乏限制生长与产量。细胞分裂素经组氨酸激酶受体（Arabidopsis histidine kinases, AHK）、组氨酸磷酸转移蛋白（Arabidopsis histidine phosphotransfer proteins, AHP）和响应调节因子（Arabidopsis response regulators, ARR）双组分系统传导信号，其中B型ARR（ARR-B）具N端接收域（receiver domain, REC）与C端GARP DNA结合域，是正向转录调控枢纽；拟南芥和水稻中ARR-B功能有研究，但玉米ARR-B系统鉴定及其低磷响应基本空白，大豆GmRR1可影响低磷根构型，因此亟需解析玉米ARR-B在低磷适应中的演化与功能。
该论文发表于《Agronomy》。研究人员开展玉米ARR-B家族全基因组鉴定、进化与低磷表达分析，结论是12个ZmARR-B成员结构演化多样，低磷响应呈基因型与时间依赖，ZmARR-B03和ZmARR-B06分别为早期脉冲响应与短期持续响应候选，082系响应成员最多，为磷高效育种提供候选。
主要关键技术方法上，研究人员以Phytozome中玉米B73参考基因组和PlantTFDB拟南芥ARR-B序列为查询，用BLASTP与隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model, HMM）交叉筛选并经SMART和NCBI CDD校验；样本队列来自中国西南70个玉米自交系及后续选出的082、B73、Ye107和M73；用MEGA做最大似然系统树、TBtools做染色体与共线性、MEME做基序、PlantCARE做启动子元件；以Hoagland水培长期14 d低磷和M73短期0.5–12 h低磷进行转录组测序，并以qRT-PCR验证。
研究结果如下。Identification and Physicochemical Characterization of Maize ARR-B Family Members（玉米ARR-B家族鉴定与理化表征）：经同源与HMM检索获12个ZmARR-B，蛋白长度73–788 aa，多位点为酸性、不稳定，大多核定位，ZmARR-B08短且胞质定位。Chromosomal Distribution and Protein Structural Analysis of Maize ARR-B Genes（染色体分布与蛋白结构分析）：12基因分布于第1、2、3、5、6、8、9号染色体，5和9号各3个；二级结构以随机卷曲为主，三维模型显示同支系构象相近且保守REC域存在。Phylogenetic and Multiple Sequence Alignment Analyses of the Maize ARR-B Family（系统发育与多序列比对分析）：81个跨物种ARR-B分5组，玉米与水稻、高粱聚得更近；多数具N端REC和C端MYB样结构域，ZmARR-B08缺完整MYB样域。Gene Structure and Conserved Motif Analyses of the Maize ARR-B Family（基因结构与保守基序分析）：同支系外显子—内含子结构相似，Motif 1对应REC_typeB_ARR样域，Motif 2对应myb_SHAQKYF/GARP结合域，ZmARR-B08基序组成异常。Cis-Regulatory Element Analysis of Maize ARR-B Gene Promoters（启动子顺式元件分析）：上游2000 bp含光、激素（GA、JA、ABA）、胁迫与MYB结合位点，ZmARR-B05/06/07富集激素胁迫元件。Synteny Analysis of the Maize ARR-B Family（共线性分析）： maize内3对旁系，与高粱共线性对最多，单子叶间ARR-B位点更保守。Leaf Inorganic Phosphate Content, Classification, and Low-Phosphate Tolerance of Maize Inbred Lines from Southwestern China（西南玉米自交系叶片Pi与低磷耐受）：70系按Pi分高、中、低组，选082高Pi、B73中、Ye107低；低磷土中082抑制轻，Ye107紫化黄化最重，082酸磷酸酶（acid phosphatase, ACP）与Pi变化显示适应更强。Expression Analysis of Maize ARR-B Family Members in Response to Low-Phosphate Stress（低磷下ZmARR-B表达分析）：14 d水培中ZmARR-B04上调、ZmARR-B03/06/09/12部分下调；082响应成员最多、B73最少；M73短期中ZmARR-B03在0–6 h脉冲上调、12 h回落，ZmARR-B06持续上调。
讨论部分总结：研究人员指出ARR-B是GARP超家族关键输出组件，单子叶与双子叶聚类分明，玉米—高粱共线性最强；理化与结构异质性类似番茄ARR-B，提示功能分化；ZmARR-B08可能因截短或注释问题非常规ARR-B，需全长cDNA与互作实验确认；启动子元件丰富说明激素与环境共同调控，但需酵母单杂等验证结合；082响应广不代表必然高产，需关联分析和编辑株论证；ZmARR-B03适合早期感知、ZmARR-B06具时限转换，未来应做过表达/敲除、ChIP-seq、DAP-seq与目标基因鉴定及细胞分裂素定量。
结论部分翻译：本研究在基因组水平鉴定12个候选ZmARR-B基因，表征其演化关系、结构特征、启动子顺式元件及缺磷下表达模式。多数成员具ARR-B典型REC和Myb型/GARP DNA结合域，ZmARR-B08呈非典型截短结构需验证。系统发育、共线与启动子分析表明ZmARR-B家族存在演化与调控分化。低磷下表达呈强基因型与时间依赖：ZmARR-B03早期瞬时诱导，或参与初始磷饥饿信号；ZmARR-B06短期缺磷持续上调，或参与适应调控。高叶片Pi的082比低Pi的Ye107拥有更多低磷响应ZmARR-B成员。结果为ZmARR-B03与ZmARR-B06等功能验证及磷高效玉米育种提供候选。
