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干旱和低磷是影响水稻产量的两大重要因子。我国南方稻作区的红壤和砖红壤有效磷含量严重不足，随着干旱气候的频繁发生，土壤干旱会加重无机磷的固定，干旱低磷复合胁迫问题成为水稻产量的重要限制因子之一。旱稻是水稻长期驯化演变形成的一种生态类型，长期在旱地生长使其根系逐渐形成了适应性机制，但水稻耐旱性与耐低磷之间的相关关系不明。研究耐旱水稻对低磷胁迫的生理响应机制，以期明确水稻响应干旱和低磷胁迫生理调节的相互关系，可为耐旱水稻的高效利用提供理论基础。

我所王士梅团队以旱稻品种绿旱1号和水稻品种IR26为材料，通过设置苗期低磷胁迫，从植株根系形态、根系活力、糖代谢和能量代谢的角度，研究了旱稻和水稻苗期根系生长对低磷胁迫的反应，并进行了转录组分析。结果表明，苗期低磷胁迫制约旱稻和水稻植株的生长，绿旱1号地上植株生物量的降低幅度高于根系生物量的降低，导致根冠比增加；转录分析共鉴定出5000多个差异表达基因（DEGs），KEGG分析显示DEGs主要富集在苯丙素生物合成、谷胱甘肽代谢、植物激素信号转导、光合作用和光合生物固碳代谢途径。低磷诱导绿旱1号根系中参与植物激素信号转导途径的基因上调，促进了对磷的捕获；IR26根系中参与碳水化合物合成代谢中的基因上调，表明低磷胁迫下，IR26以维持植株基本生长为主要适应方式。推测参与植物激素信号转导和碳水化合物固定的多种基因可能分别在提高旱稻和水稻对低磷胁迫的适应中发挥关键作用。旱稻和水稻对缺磷的特异性防御机制，对缺磷反应存在差异，主要与长期环境适应性生存形成的特征性生长发育习惯有关。本研究结果为进一步深入了解旱地和低地水稻耐磷机制奠定了理论基础。

相关结果发表在《Plant Stress》上（影响因子6.8），研究得到了安徽省自然科学基金、安徽省重点研发、省农科院青年英才等项目的资助。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2667064X24001611