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JIA | 华南农业大学梁翠月研究员团队揭示GmSTOP1-3通过调控大豆根系有机酸分泌,招募解磷细菌促进其根际有机磷矿化的机制

2026-05-13 13:08:32

华南农业大学梁翠月研究员团队前期研究结果发现，低磷条件下大豆根系主要通过招募溶磷细菌，活化利用土壤有机磷。然而，大豆招募溶磷菌的分子机制尚不清楚。同时，研究发现C2H2型锌指蛋白转录因子GmSTOP1-3能够调控大豆根系有机酸的分泌，而植物根系分泌物在招募溶磷细菌中发挥着重要作用。

近期，该团队完成的题为“Low-phosphorus stress induces GmSTOP1-3-mediated organic acid exudation to recruit phosphate-solubilizing bacteria for organic phosphorus mineralization in soybean rhizosphere”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）2026年5期发表。

基于前期研究结果，本研究通过田间与盆栽试验，探究以GmSTOP1-3为核心的，大豆招募解磷细菌促进其根际有机磷矿化的分子调控机制。

研究发现，低磷条件下大豆根际土壤的草酸浓度明显增加，且与根际铁结合态磷（Fe-P）和有机磷含量呈显著负相关。16S rRNA基因扩增子测序鉴定了低磷大豆根际显著富集的三个细菌类群：Gammaproteobacteria_Incertae_Sedis、KF_JG30_C25 Solirubrobacterales，其丰度与大豆根际土壤的草酸和柠檬酸浓度呈显著正相关，与根际难溶磷含量呈显著负相关。进一步研究发现，超量表达GmSTOP1-3提高了大豆植株根系的柠檬酸和草酸分泌量，降低了根际土壤Fe-P、Al-P和有机磷的浓度。重要的是，过表达植株根际同样富集了上述三个细菌类群，且这些细菌类群的丰度与有机磷矿化相关基因（olpA、phoAB、phoD）的丰度呈显著正相关。

综上，低磷条件下大豆根系通过上调GmSTOP1-3的表达，增强其调控的有机酸的分泌，招募有益细菌以促进有机磷的矿化。该结果为磷高效大豆遗传改良和根际微生态调控提供了理论依据。

华南农业大学已毕业博士研究生陈倩倩为论文第一作者，梁翠月研究员和田江研究员为通讯作者。

该研究得到了国家重点研发计划、国家科技重大专项、广东省基础与应用基础研究基金等项目的资助。

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Low-phosphorus stress induces GmSTOP1-3-mediated organic acid exudation to recruit phosphate-solubilizing bacteria for organic phosphorus mineralization in soybean rhizosphere - ScienceDirect

Cite the article:

Qianqian Chen, Xing Lu, Guoxuan Liu, Tianqi Wang, Huiying Zhou, Jihui Tian, Qing Yao, Jinming He, Jiang Tian, Cuiyue Liang. 2026. Low-phosphorus stress induces GmSTOP1-3-mediated organic acid exudation to recruit phosphate-solubilizing bacteria for organic phosphorus mineralization in soybean rhizosphere. Journal of Integrative Agriculture, 25(5): 2077-2092.

通讯作者简介

梁翠月研究员，博士研究生导师，广东省杰出青年科学基金获得者，入选广东省特支持计划科技创新青年拔尖人才，荣获广东省科技进步奖一等奖。针对南方酸性土壤的植物营养问题，以大豆和柱花草等豆科作物、以及茶枝柑和荔枝等南方特色经济类作物为材料，解析作物综合适应酸性土壤养分胁迫的分子遗传调控机制。

田江研究员，博士生导师。荣获教育部“长江学者奖励计划青年学者”、国家自然科学基金优青项目、广东省特支计划“科技创新领军人才”和广州市“珠江科技新星”等称号。荣获农业部“中华农业科技奖”一等奖，广东省科技进步奖一等奖。从事植物营养的教学、科研和推广工作，主要研究大豆养分高效机制及其运用。近年来，在大豆根系生长发育的调控机制、根系-微生物互作及其绿色栽培模式推广等方面，取得了一系列研究成果。

| 图文由作者团队提供

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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