近期，我院学者联合四川农业大学、澳大利亚西澳大学学者，以“Stage-specific phosphorus mobilization enhances phosphorus uptake in relay-intercropped soybean”，“Optimized phosphorus partitioning enhances phosphorus use efficiency in strip-intercropped soybean”和“Shifts in leaf phosphorus fractions as dependent on plant age as an adaptive strategy for survival in the shade-tolerant Coptis chinensis”为题分别在农学和植物学TOP期刊《Agriculture, Ecosystems and Environment》、《European Journal of Agronomy》和《Annals of Botany》发表了关于植物磷利用研究进展的系列文章。我院博士研究生柯汶佳为黄连研究文章的第一作者，创新研究院徐彬杰博士、我院马云桐教授、周涛副教授为文章的共同通讯作者；四川农业大学博士研究生王莉为大豆相关研究文章的第一作者，四川农业大学杨文钰教授和我校周涛副教授为文章的共同通讯作者。

磷（P）是提高植物生产力的关键营养元素。然而，全球约43%的陆地面积存在磷缺乏的问题。尽管施用磷肥提升了粮食产量，但过度施用导致土壤磷积累，对水体和陆地生态系统构成威胁，加剧环境污染。最新研究表明，约27%的农田土壤磷含量超出最优水平，存在磷流失至地表水的风险。此外，磷在植物结构建成过程中也扮演重要角色，既关乎生长也影响生存。理解磷的利用机制，提升利用效率、减少磷污染已成为全球首要挑战。

1.在玉米-大豆套作系统中，揭示大豆在生殖生长期采用复杂动态磷动员策略。R1期，大豆通过增加根系有机酸分泌量显著增强了磷动员能力，增加荚果初期土壤可溶性磷含量。当植株进入R3期，磷酸酶代替有机酸发挥主要作用，该时期酸性磷酸酶含量达到峰值，通过高效水解有机磷维持高水平的磷供给。该机制保障了关键结荚期磷供应，凸显了磷动员与植物发育需求的高效同步。有机酸和酸性磷酸酶接力动员土壤中难溶态磷，战略性协调磷动员与大豆生长需求。

2.在玉米-大豆间作系统中，优化内部磷分配以提高磷利用效率，比单纯增加间作大豆的磷吸收更为关键。磷高效利用基因型大豆展现出更优的时空磷分配模式：生殖生长阶段茎杆磷分配减少，叶片磷分配增加。磷高效利用基因型大豆降低了叶片脂质磷分配，而叶片代谢磷分配增加。此外，磷高效利用基因型大豆具有更强的结构稳定性，表现为更高的比叶重。通过优化磷分配与叶片结构，磷高效利用基因型大豆在典型间作系统的低光照条件下实现了更高的光合速率和磷利用效率。更强的耐荫性赋予间作大豆更高的磷利用效率，这些发现为在光照受限环境中培育磷高效利用大豆品种提供了理论指导和实践启示。

3.黄连（Coptis chinensis）通过调节叶片磷分配、叶片结构及生理交互作用，成功适应林下环境。幼年黄连优先将磷分配至核酸合成相关过程，成年黄连植株优先将磷分配至代谢功能行使，确保前期“保命”、后期持续的光合产物生成与代谢稳定性，这对其适应低光照林下生态系统获得生存能力至关重要。随着植株发育，其策略从幼年阶段的光能捕获最大化转向成年阶段的长期生存，体现了对功能需求动态变化的适应性调整。通过详尽解析黄连在不同生长阶段如何调控磷分配与叶片形态，本研究深化了对磷元素在耐荫植物生存策略及环境适应性中作用机制的认识。

系列成果得到国家重点研发计划项目（2022YFD2300901，2023YFD2000501），国家自然科学基金项目（82474036），四川省自然科学基金项目（2024NSFSC1224，2024NSFSC2111）的资助。

全文链接：

1.        https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109660

2.        https://doi.org/10.1016/j.eja.2025.127854

3.        https://doi.org/10.1093/aob/mcaf252

                                              供稿：中药资源与鉴定系