我国耕地资源严重不足，挖掘盐碱地资源潜力、培育耐盐碱作物具有重要战略意义。在苏打盐碱土等典型盐碱地中高pH值造成作物根系受到低磷胁迫，分蘖发育和养分吸收受到抑制，产量显著降低。解析作物适应低磷胁迫的核心机制进而改良作物株型提高产量，将为提高盐碱地作物的产能提供理论依据。

　　“黑土粮仓”先导专项黑土地产能和质量提升的现代生物学技术研究团队，通过对植物激素独脚金内酯功能和作用机制的深入研究，解析了低磷通过独脚金内酯合成与信号途径调控作物株型和养分吸收的分子机制。发现在低磷环境中水稻磷信号核心调控因子OsPHR2直接结合NSP1、NSP2以及独脚金内酯合成基因的启动子并激活其表达，NSP1和NSP2进一步形成异源二聚体，结合并激活独脚金内酯合成基因的表达，进而显著提高水稻根系中独脚金内酯的合成。独脚金内酯进一步激活其信号转导途径，通过提高OsTB1的表达水平抑制分蘖芽伸长进而降低分蘖数目，通过抑制CRL1的表达降低水稻侧根密度，同时通过调控OsNRT2.1、OsNRT1.1B和OsNAR2.1等早期响应基因的表达抑制氮素吸收转运，通过激活磷转运蛋白编码基因OsPTs的表达促进磷素吸收，是调控氮磷营养平衡的一种新机制。进一步构建了诱导型过表达NSP1和NSP2的材料，能够适当提高水稻根部独脚金内酯合成，增加低磷环境中氮素的吸收，进而抑制独脚金内酯信号转导，促进分蘖发育。在低磷和中磷土壤中，NSP1p:NSP1 和NSP2p:NSP2植株的分蘖数目、主穗长度和生物量增加，单株产量均显著增加。该研究解析了低磷信号诱导独脚金内酯合成进而调控水稻分蘖数目、侧根密度以及氮磷吸收进而适应低磷环境的新机制，为培育适宜盐碱黑土生长的高产高效作物奠定了坚实的基础。

　　研究成果发表在国际期刊Molecular Plant，受到国内外同行高度关注，Molecular Plant、Trends in Plant Science、Science China Life Science 和科学通报均发表专门评述，对该研究的创新性和应用潜力给予了高度评价。中国科学院遗传与发育生物学研究所袁坤、张昊、于超计为第一作者，王冰研究员为通讯作者，中国科学院战略性先导科技专项(XDA28030202)为第一资助。