低植酸作物遗传改良途径与磷资源高效利用

摘要：

[目的]磷是作物生长发育所必需的营养元素.在植物体内,磷多以植酸形式储存在成熟籽粒中.非反刍动物,包括人类,无法消化植酸来获取磷及植酸螯合的有益元素,籽粒中收获的大量磷素进入人及动物排泄物,不仅造成磷资源浪费,也加大了环境风险.因此,培育籽粒低植酸品种是改善作物营养品质、降低磷素环境风险的重要途径.本文综述作物籽粒磷的来源,控制籽粒植酸磷含量的主要生理过程及遗传改良策略等研究进展,为相关领域研究奠定基础.[主要进展]籽粒植酸磷的积累主要由3步组成,木质部或韧皮部向籽粒转运无机磷酸盐,籽粒利用无机磷酸盐合成植酸,植酸被运输至液泡中储存.目前已分离鉴定到负责相关过程的转运蛋白和关键酶及其编码基因,如SULTR3;4、SULTR3;3、PHT1;4蛋白介导无机磷酸盐向籽粒的转运,MIPS、ITPK、IPK1酶参与植酸的合成,以及MRP蛋白介导植酸合成后的转运储藏.对籽粒低植酸突变体的产量、农艺性状表型及改良策略的优缺点进行比较,籽粒低植酸品种可能存在产量下降、种子萌发率低等不足.[展望]未来可以从特异性修饰籽粒中关键基因的时空表达、发掘关键基因的优良等位变异及针对品种的磷营养管理3个方向,深入研发籽粒低植酸含量的高产品种,实现磷资源高效利用.

关键词：低籽粒植酸磷品种;植酸生物合成;SULTR3;4;遗传育种;磷高效利用

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资助基金：中德玉米磷AMAIZE-P项目;国家级大学生创新训练项目

在线出版日期：2021-10-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1636-1647