近日，园林学院李厚华教授团队在Plant Physiology上在线发表了题为“Regulatory module MsSPX4/MsPHL11–MsWRKY91 mediates low-phosphorus-induced anthocyanin synthesis in Malus spectabilis leaves”的研究论文，该研究揭示了MsSPX4/MsPHL11–MsWRKY91模块在低磷条件下调控海棠叶片中花青苷合成的机制，初步证明了花青苷的合成能够提高植物的低磷耐受性。

图1：低磷条件下MsSPX4/MsPHL11-MsWRKY91模块参与海棠叶片花青苷生物合成的理论模型

磷是植物所必需的大量营养元素之一，缺磷通常会影响植物的生长发育。该研究发现，随着磷浓度的降低，海棠叶片中花青苷的积累量逐渐增加。该研究通过转录组测序鉴定出MsSPX4为低磷条件下花青苷合成的关键调控因子；通过酵母双杂交、双分子荧光互补和LCI实验确认了MsSPX4-MsPHL11蛋白复合体的存在；通过瞬时与稳定转基因实验验证了其功能。在磷充足的条件下，MsSPX4通过与MsPHL11相互作用来抑制MsPHL11的活性，而磷饥饿则破坏了MsSPX4/MsPHL11复合物，减轻了对MsPHL11的抑制作用。MsPHL11与MsWRKY91启动子上的P1BS元件结合以激活MsWRKY91的表达。此外，MsWRKY91通过与MsF3’H启动子上的W-box元件结合来激活MsF3’H的表达，从而正向调节花青苷的生物合成。MsPHL11的过表达促进了磷代谢和转运相关基因的表达，从而提高了低磷耐受性。相比之下，过表达MsSPX4的’Gala’植株表现出较低的低磷抗性。本研究系统阐释了在低磷胁迫下，MsSPX4-MsPHL11模块响应低磷信号，协同调控MsWRKY91表达，进而调控花青苷生物合成的分子机制，为耐低磷植物分子育种提供了理论支持。

李厚华教授团队多年来主要以苹果属海棠为研究对象，进行园林植物种质资源收集、新品种选育、花果叶呈色和抗逆胁迫机理等研究。博士研究生魏俊为论文第一作者，李厚华教授为该论文的通讯作者。硕士研究生王泽楠与李媛等参与了此项研究。该研究获得了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金的支持。