世界正面临着为不断增长的人口提高粮食生产率的巨大挑战。 由于磷 (P) 肥料对于种植我们的粮食至关重要，过去几十年磷肥的年消耗量迅速增加，预计到 50 年将增加 100-2050%。然而，施用于土壤的大部分磷是固定化的，对植物来说变得不可利用，作物在生长季节施用的磷的回收率通常很低。 此外，磷肥主要由不可再生的磷矿制成，预计不久将用完。 需要采取系统方法以可持续和高效地利用土壤磷和肥料磷，包括开发高效磷作物品种。 植物物种之间和物种内的基因型之间存在磷利用效率的遗传差异，表明可以通过遗传方法提高植物的磷利用效率。 传统的植物育种方法已被证明可以成功培育出提高磷利用效率的作物。
小麦是世界上最重要的粮食作物之一。 全球小麦生产每年消耗 6·5 Mt 的 P2O5（约占谷类作物所用 P 的 40%），远高于水稻和玉米等其他谷物所消耗的 PXNUMXOXNUMX。 因此提高小麦磷的利用效率对磷资源的可持续利用具有重要意义。 为了培育出提高磷利用效率的小麦，了解小麦中的磷信号网络非常重要。 只有少数 Pi 饥饿诱导基因被克隆并分析了它们的表达模式，因此小麦中的 Pi 信号网络在很大程度上仍然是未知的。 尽管通过转基因改造提高磷利用效率的报道已在许多作物中出现，但仍缺乏对提高磷利用效率的转基因小麦的研究。
在感知 P 可用性的信号网络中，MYB-CC（卷曲螺旋）型转录因子 PHR1 起着核心作用。 最近的一篇论文 Annals of Botany 检查三个与小麦具有同源性的 PHR1 基因 拟南芥 PHR1，并描述了它们在调节 Pi 饥饿反应中的作用。 Ta-PHR1-A1 参与小麦中的 Pi 信号传导，当过表达时，它会增加小麦的磷吸收和籽粒产量。 这一重要研究促进了对小麦磷信号的理解，为培育磷利用效率高、产量高的小麦提供了宝贵的基因资源。
磷酸盐饥饿反应调节剂 Ta-PHR1 参与磷酸盐信号传导并增加小麦的籽粒产量。 (2013) Annals of Botany 111（6）：1139-1153。 DOI：10.1093/aob/mct080
缺磷是全球作物产量的主要限制因素。 先前的研究表明，PHR1 及其同系物在调节植物磷酸盐饥饿反应中起着关键作用。 然而，PHR 同系物在普通小麦中的功能（普通小麦) 还没有完全理解。 该研究的目的是表征 PHR1 基因在调节小麦磷酸盐信号和植物生长中的功能。 在水培、土壤盆栽试验和两个田间试验中缺磷和磷充足的条件下，产生并评估了过表达小麦 PHR1 基因的小麦转基因品系。 从小麦中分离得到三个PHR1同源基因Ta-PHR1-A1、B1和D1，并分析了Ta-PHR1-A1的功能。 结果表明，Ta-PHR1-A1转录激活酵母细胞中Ta-PHT1.2的表达。 当植物在土壤和营养液中生长时，在小麦中过度表达 Ta-PHR1-A1 会上调磷酸盐饥饿反应基因的一个子集，刺激侧向分枝并改善磷的吸收。 来自两个田间试验的数据表明，过量表达 Ta-PHR1-A1 通过增加每个穗粒数来增加谷物产量。 TaPHR1参与小麦磷酸盐信号传导，在作物分子育种中具有重要价值，可提高磷的利用效率和产量。
