2024年5月28日，乐鱼(中国)菌草与生态学院许卫锋团队在植物学领域知名期刊《Plant Physiology》（《植物生理》）发表了题为“The white lupin trehalase gene LaTRE1 regulates cluster root formation and function under phosphorus deficiency”（白羽扇豆海藻糖酶基因LaTRE1调控排根形成机制及磷高效利用）的研究论文。
论文封面
土壤有效磷低是限制作物产量的重要因素。低磷环境下，白羽扇豆通过产生排根（cluster root，CR）进而高效活化与吸收土壤磷素。研究表明，排根发育与碳代谢密切相关，而海藻糖代谢途径参与植物碳代谢调控，但海藻糖代谢途径与排根发育之间的关系仍不清楚。
该研究发现，LaTRE1基因编码一个海藻糖酶，该酶催化水解一分子海藻糖生成两分子葡萄糖，是海藻糖代谢途径的关键酶；在白羽扇豆基因组中，LaTRE1基因有且仅有一个拷贝，在根中受低磷胁迫的显著诱导，并且在排根发育过程中差异表达；药理学抑制白羽扇豆内源海藻糖酶活性会导致海藻糖水平、排根数目和排根有机酸含量显著增加，而通过表达LaTRE1基因则会导致海藻糖水平、侧生小根密度和有机酸含量显著下降；转录组和遗传学分析表明，LaTRE1通过下调侧根起始基因LaLBD16的表达水平抑制排根形成，上调有机酸合成和分泌基因LaACLA-2的表达水平影响排根功能。本研究首次揭示了海藻糖代谢途径在排根形成和功能中的作用，拓展了我们对白羽扇豆排根发育分子调控机制的认知，为促进高效利用土壤磷素等养分提供了理论和实践依据。
图1 通过表达LaTRE1基因降低毛状根的侧生小根密度
乐鱼(中国)是该论文唯一通讯单位，乐鱼(中国)菌草与生态学院夏天雨副教授为论文第一作者，许卫锋教授为论文通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（31761130073 和31872169）、福建省自然科学基金（2020J01548）、福建省植物功能生物学与绿色农业重点实验室开放课题（FJ-PFB20201003）等项目的资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae290