近期，我院生态所土壤修复与保育团队在水稻磷酸盐转运蛋白调节磷-硒协同高效研究方面取得重要进展，研究成果在Plant Biotechnology Journal（一区top，IF：10.5，2025年）、Rice（一区top，IF：5.0, 2024年）、Plant Physiology and Biochemistry（二区Top，IF=5.7, 2025年）以及International Journal of Molecular Sciences（IF=4.9，2025年）期刊上发表。

论文1：OsPT4 Facilitates Selenomethionine Transport and Biosynthesis to Enhance Seed Accumulation in Rice: Molecular Mechanisms and Biotechnological Potential. Plant Biotechnology Journal, 2025; 0: 1-17.

硒（Se）是人体必需的微量营养素，具有重要的健康功能和抗癌特性。与无机硒相比，有机硒表现出更高的抗氧化活性和更低的毒性，因此使用更为安全。硒代蛋氨酸（SeMet）是有机硒的主要形式之一。本研究探讨了水稻高亲和力磷酸盐（Pi）转运蛋白 OsPT4 在不同形态硒的转运中的作用及其对 SeMet 积累的影响。研究材料包括 OsPT4 突变体和过表达株系。表型分析显示，在亚硒酸盐胁迫下，OsPT4 可提高水稻地上部对硒的耐受性。在爪蟾卵母细胞和酵母系统中进行的异源表达实验，以及在水稻不同转基因株系中进行的转运实验，均证实了 OsPT4 介导亚硒酸盐和 SeMet 的转运活性，表明其负责硒从根到地上部的转运。转录组分析、氨基酸定量及 qRT-PCR 结果进一步表明，OsPT4 可上调 SeMet 的直接前体——蛋氨酸（Met）的生物合成。值得注意的是，在补充硒的条件下，OsPT4 显著提高了种子中 SeMet 的积累，并促进了富硒微米级球形颗粒的形成。这些发现为 OsPT4 介导的 SeMet 转运与代谢机制提供了新见解，有助于推动富硒水稻品种的培育，提升其营养和治疗价值。

论文2：Phosphate Transporter OsPT4, Ubiquitinatedby E3 Ligase OsAIRP2, Plays a Crucial Rolein Phosphorus and Nitrogen Translocationand Consumption in Germinating Seed. Rice，2024; 17:11.

在萌发种子中 OsPT4 表达受缺磷诱导并随萌发时间递增,OsPT4 突变导致磷、氮滞留及多种氨基酸含量持续下降，抑制磷/氮运输与氨基酸合成相关基因表达。石蜡切片和 TUNEL 检测显示，突变体糊粉层程序性细胞死亡延迟，叶原基生长受阻。此外，OsPT4 可被 C3HC4 型 RING E3 泛素连接酶 OsAIRP2 泛素化。研究揭示 OsPT4 在萌发种子养分协同转运与利用中的关键作用，为低磷下磷转运分子生理机制提供理论依据。

论文3：Phosphorus and sulphur crosstalk in cereals: Unraveling the molecularinterplay, agronomic impacts on yield and heavy metal tolerance. Plant Physiology and Biochemistry，2025；  223：109838.

论文综述了近期在水稻、玉米、小麦中陆续鉴定到调控磷-硒-硫互作的关键组分，为整合信号网络提供了新线索，同时，总结分子通路、增产及重金属抗性间的系统关系，提出谷类作物养分互作调控模型，并展望待揭示的机制。

论文4：Physiological and Transcriptome Analysis Provide Insights intothe Effects of Low and High Selenium on Methionine and StarchMetabolism in Rice Seedlings. International Journal of Molecular Sciences, 2025; 26:1596.

本研究比较了水稻幼苗在低硒和高硒处理下的形态与转录组变化。形态分析显示，低硒促进生长，提高苗长、根长及生物量；高硒则抑制上述指标，体现硒对水稻生长的双重效应。转录组测序结果表明，低硒与高硒诱导的转录响应截然不同。GO 富集分析显示，氧化还原酶活性及细胞结构相关过程显著富集；KEGG 通路分析指出，谷胱甘肽代谢通路（抗氧化防御关键）在两种硒处理下均显著增强，而淀粉与蔗糖代谢及半胱氨酸（Cys）、蛋氨酸（Met）代谢通路在 LSe 中上调、在 HSe 中下调。选取 6 个关键基因进行 qRT-PCR 验证，结果与转录组一致。Cys、Met 及淀粉含量测定亦显示，LSe 促进其合成与积累，增强生长与抗氧化能力；HSe 则表现抑制效应，与生理表型相符。研究揭示了水稻幼苗适应不同硒水平的分子机制，为作物硒生物强化与抗逆管理提供理论依据。

我院生态所薛永研究员与孙雅菲副研究员（论文1和4）以及南京农业大学孙淑斌教授（论文2和3）为以上系列研究的共同通讯作者，上海海洋大学联合培养硕士杨阳（2025年毕业）分别为论文1和4的第一作者，生态所孙丽娟副研究员及吉林省农业科学院魏嘉为论文1的共同第一作者，上海海洋大学联合培养硕士张佳蕊为论文4的共同第一作者；孙雅菲副研究员为论文2和3的第一作者，江西农业大学张芳博士为论文2共同第一作者。上述研究工作获得上海市农业科技创新项目联合育种攻关项目（B2024003）、上海市青年科技启明星计划（23QB1405900）、上海自然科学基金（23ZR1469200）、上海市农业科技创新项目技术培育项目（2022-02-08-00-12-F01202）、院卓越团队项目（Hu-Nong-Ke-Zhuo 2022 (008））等科研项目资助。