作为三大营养元素之一，磷在土壤中极易被金属离子螯合固定，导致能被植物吸收利用的有效磷浓度极低，使土壤成为无效的“天然磷库”。而根系作为植物吸收养分的主要器官，改良根系的形态建成，提高作物耐低磷的遗传潜力是解决该问题的根本途径。近日，玉米研究所青年教师吴锋锴在N1级自然指数期刊《PLoS Genetics》发表了题为《ZmARF1 positively regulates low phosphorus stress tolerance via modulating lateral root development in maize（ZmARF1通过促进侧根发育提高玉米低磷胁迫的耐受性）》的研究论文。该研究揭示了玉米转录因子ZmARF1主要通过正向调控根系marker基因ZmLBD1的表达，促进玉米侧根的生长发育来增强对低磷胁迫的耐受性。

该研究发现，ZmARF1可以促进侧根的发育，增强磷的吸收利用，赋予玉米更强的低磷耐受性。正常供磷条件下，ZmARF1的转录受到上游抑制因子ZmERF2的调控。ZmARF1的表达丰度受低磷条件诱导，增强了对根系特异基因ZmLBD1的转录激活作用，促进了玉米根系的生长发育以应对低磷胁迫的环境。该研究拓展了玉米生长素响应基因（ARF）应答非生物胁迫和调控根系生长发育的分子机制，揭示的ZmERF2-ZmARF1-ZmLBD1调控模块也为玉米磷高效分子育种提供了重要的遗传靶标。

图：分子模块ZmERF2-ZmARF1-ZmLBD1响应玉米低磷胁迫的机制

四川农业大学青年教师吴锋锴和博士生BaBaSalifuYahaya为论文共同第一作者，卢艳丽教授为通讯作者，该研究得到了国家重点研发、国家自然科学基金和四川省育种攻关等项目资助。