发现即使在少磷土壤中也能生长的植物机制―根皮层的分泌是关键―

May 27, 2025

◆发表要点

• 发现超低磷耐性植物（即使在少磷土壤中也能生长的植物），促进磷吸收的有机酸和酸性磷酸酶（酶）的分泌是由簇小根的“皮层组织”引起，并确定了承担根分泌的组织。
• 超低磷耐性植物，由于没有形成防止从土壤中物质侵入的软木脂外皮，从根皮层的分泌物顺利地扩散到根圈（根周边）土壤中，与其他植物相比，根的分泌能力高。
• 簇根的高磷获得能力有可能应用于作物。

　西南澳大利亚野生的Hakea laurina是超低磷耐性植物的一种，适磷少的环境形成被称为簇根的特殊形态根。簇根与通常根相比，细小的侧根像刷子一样密集，通过大幅度扩大根表面积，有效地吸收磷。同时，放出大量有机酸和酸性磷酸酶等分泌物，把根圈（根周边）土壤中的磷变成容易吸收形式的作用也出色。
到目前为止，一般认为这样的分泌主要是从根表皮进行，不过，在根分泌能力出色的杨梅科植物中，关于与分泌有关的基因，发生分泌的细胞详细地方不明确。其背景是杨梅科植物是木本植物，所以生长缓慢，而且分子生物学方法的适用有限，所以研究的难度很高。因此，关于根分泌的机制，到目前为止还没有充分阐明。
我们在本研究中发现了特异性表达于Hakea laurina簇根的苹果酸转运体基因HalALMT1通过酸性磷酸酶的活性染色试验（通过颜色的变化确认酶活性的方法），明确了有机酸和酸性磷酸酶的分泌是由簇小根的皮层组织引起。
另外，确认了通常不会形成防止很多植物从土壤中侵入物质的软木脂外皮，皮层的分泌物顺利地扩散到根周围的土壤中，从而提高了根分泌能力。

■论文信息
论文杂志名：New Phytologist (June 2025, Vol. 246 Issue 6, pp. 2597-2616)
论文题目：HalALMT1 mediates malate efflux in the cortex of mature cluster rootlets of Hakea laurina, occurring naturally in severely phosphorus-impoverished soil
作者：Hirotsuna Yamada, Lydia Ratna Bunthara, Akira Tanaka, Takuro Kohama, Hayato Maruyama, Wakana Tanaka, Sho Nishida, Tantriani, Akira Oikawa, Keitaro Tawaraya, Toshihiro Watanabe, Shu Tong Liu, Patrick M. Finnegan, Hans Lambers, Takayuki Sasaki, Jun Wasaki
DOI：10.1111/nph.70010

※本研究的论文刊登，得到了广岛大学的投稿费用（Article Processing Charge, APC）的补助。

＜详细研究内容＞
发现即使在少磷土壤中也能生长的植物机制―根皮层的分泌是关键―


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