磷是确保植物正常生长和产量的重要元素，液泡中的磷储量对植物细胞缓冲环境磷波动非常重要，解析水稻液泡磷酸盐转运体的功能对培育磷高效水稻具有重要意义。

近期，浙江大学生命科学学院植物生物学研究所寿惠霞教授课题组在Plant, Cell & Environment发表题为“Functional characterization of the three Oryza sativa SPX-MFS proteins in maintaining phosphate homeostasis”的论文，揭示了水稻基因组中三个SPX (SYG1/PHO81/XPR1)-MFS (Major Facility Superfamily)蛋白在调控水稻磷酸盐液泡贮存中各自的贡献。

寿惠霞课题组在2015年报导了首个植物液泡磷转运体OsSPX-MFS3（Wang et al., 2015），蛙卵母细胞试验表明OsSPX-MFS3具有磷转运活性，而其运输方向取决于外部 pH 值和无机磷的浓度。但当时由于没有相应的突变体材料，无法明确对该液泡膜转运体对无机磷的转运方向。为了澄清上述问题并进一步明确水稻中三个同源基因的功能分工，本研究创制了OsSPX-MFS1-3三个基因的单突变体、双突变体和三突变体等7个突变体组合，详细解析了OsSPX-MFS1-3在调控磷酸盐稳态过程中的功能和转运方向。研究表明，除Osspx-mfs2外的所有突变体均表现出液泡Pi浓度下降，而OsSPX-MFSs过表达植物液泡中的Pi过量积累，表明所有OsSPX-MFSs都是液泡Pi内流转运体。对突变体表型分析发现，OsSPX-MFS3在三个转运体中起了主导作用；而OsSPX-MFS2功能最弱。Osspx mfs1/3和Osspx-mfs1/2/3突变体的液泡Pi储存能力严重受损，导致Pi组织分配异常。Osspx-mfs1/3和Osspx-mfs1/2/3穗中的Pi高度积累，损害穗的正常发育和育性。与野生型相比，Osspx-mfs2在田间低磷状态下种植时产量更加稳定。因此，适当调低水稻液泡磷的储存能力，可提高水稻对低磷的耐受性以及磷利用效率。上述研究结果为提高水稻对低磷耐受性以及磷利用效率提出了一条新策略。

寿惠霞教授实验室的博士研究生郭润泽和张琦为本文的共同第一作者，寿惠霞教授为该论文的通讯作者。生物学教学实验中心应颖慧博士参与了相关研究。学院大仪平台刘于博士、植物所毛传澡和James Whelan教授也参与了该论文的部分工作。该工作受国家自然科学基金项目等的资助。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14414