磷缺乏或过量都会影响水稻的生理生化性能、产量潜力、种子活力以及谷物品质，这些影响都与Pup1 QTL（数量性状基因座）有关

《BMC Plant Biology》：Phosphorus deficiency and its availability in excess affect physio-biochemical performance, yield potential, seed vigor, and grain quality of rice influenced by Pup1 QTL

本研究通过比较Pup1 QTL介导的耐磷水稻品种Pusa-44近等基因系NIL-23在低、中、高磷条件下的生理生化特性与农艺性状，发现NIL-23具有更优的根系结构、磷吸收效率，显著提升有效分蘖、穗数、产量及种子淀粉、蛋白质等储存物质含量，且种子发芽速度更快。过量磷则对两者均有负面影响，证实Pup1在增强水稻耐低磷和种子质量中的关键作用，为可持续磷肥管理提供理论依据。

　　

摘要

背景

磷（P）是植物生长发育所必需的大量营养素。在水稻种植中，土壤中磷的可用性有限是一个主要限制因素，它会对根系发育、光合作用性能和籽粒产量产生负面影响，从而可能影响后代的种子质量。

结果

为了评估磷的可用性对植物生理生化特性和农艺性能的影响，以及这种影响如何通过

Pup1

QTL（一种参与磷吸收的基因）来调节种子质量，本研究使用了两种对比鲜明的水稻基因型：Pusa-44（对磷缺乏敏感）及其近等基因系NIL-23（由于引入了

Pup1

基因而具有磷缺乏耐受性）。这些植物在PusaRicH水培培养基中分别在不同的磷浓度条件下生长：低/缺乏（4 ppm）、适宜（16 ppm）和过量（32、48和64 ppm）。生理生化分析表明，在磷缺乏条件下，NIL-23的根系结构更优越，酸性磷酸酶活性更高，表明其磷吸收效率更高。相应地，NIL-23的农艺表现也更好，分蘖数和穗数更多，籽粒产量更高，每株植物的饱满籽粒比例也更高。此外，在磷缺乏条件下，NIL-23的种子中淀粉、蛋白质和粗脂肪的储备量也更高，这突显了

Pup1

基因在提高磷缺乏耐受性方面的调控作用。种子中的磷含量显著影响了植物的表现：NIL-23的种子发芽更快，大约比Pusa-44快2.5小时达到50%的发芽率，并且种子活力指数和干物质积累量也更高。相反，过量的磷会对两种水稻基因型的农艺性能和种子质量产生负面影响。

结论

我们的研究结果表明，

Pup1

QTL能够增强水稻对磷缺乏的耐受性、农艺性能、产量和种子质量。这些结果还强调了高效、合理使用磷肥的重要性，有助于实现可持续的水稻生产，从而为消除饥饿（可持续发展目标2）、负责任的消费和生产（可持续发展目标12）以及气候行动（可持续发展目标13）做出贡献。