独脚金内酯是一类新型植物激素，不仅在植物分枝/分蘖发育中发挥重要调控功能，更在作物对低氮、低磷等养分胁迫的适应性应答中发挥核心作用。2025年11月9日，中国科学院遗传与发育生物学研究所王冰研究员应
New Phytologist期刊邀请，发表了题为
Strigolactone Perception: A Key Hub in Nutrient Responses of Higher Plants的Tansley Insight文章，系统综述了独脚金内酯的信号感知机制及其在作物养分响应中的核心调控作用，为高产高效作物的分子设计育种提供了新思路。
文章首先总结了独脚金内酯信号感知的“启动—终止”机制。独脚金内酯受体D14与处于不同构象状态的F-box蛋白D3发生互作，促使信号感知处于“激活”或者“钝化”状态。在处于激活状态的受体复合物中，D3蛋白促进抑制蛋白D53发生降解，启动信号通路，发挥“油门”作用；随后D3介导受体D14发生泛素化及降解，终止信号感受，从而及时“刹车”。D3在独脚金内酯信号感知中的双重角色，实现了信号感知强度和时长的精准调控。
在水稻响应养分胁迫方面，该综述提出独脚金内酯通路是整合养分信号与分蘖发育的核心枢纽。低氮环境诱导独脚金内酯受体D14发生磷酸化修饰，主要发生在N端结构域（NTD），进而抑制D14蛋白降解，增强信号感知，抑制水稻分蘖数目。此外，低氮环境增强独脚金内酯的生物合成，增强D14基因的转录，调控D53互作蛋白的表达水平，这些过程体现了独脚金内酯信号与生长素、赤霉素、油菜素甾醇等激素通路的广泛互作，共同构建了一个调控作物在不同氮素环境中分蘖发育可塑性的复杂网络（图1）。
图1 独脚金内酯通路在低氮抑制分蘖中的核心作用
在高磷环境下，磷信号抑制因子OsSPX4与核心转录因子OsPHR2形成复合体，阻止OsPHR2如何，
独脚金内酯合成基因低表达，水稻分蘖多。在低磷环境下，独脚金内酯促进D14在细胞质中与泛素连接酶SDEL1互作，促进
OsSPX4降解，释放
OsPHR2入核，增强独脚金内酯合成基因表达，激活信号转导进而抑制水稻分蘖、调控侧根密度、平衡氮磷吸收。独脚金内酯含量的增加进一步促进OsSPX4降解，形成维持磷稳态的正反馈循环（图2）。
图2 独脚金内酯通路在低磷响应中的作用机制
该综述深化了对植物激素调控作物株型和养分利用机制的认识，为改良独脚金内酯通路进而培育高产高效作物提供了重要理论依据。借助大数据分析和基因编辑等手段鉴定并精准操控该通路的关键元件，有望创制出在不同养分环境中兼具理想株型和养分高效特性的新种质，为实现农业可持续发展提供新策略。
中国科学院遗传与发育生物学研究所/崖州湾国家实验室胡庆亮博士为论文第一作者，遗传与发育生物学研究所王冰研究员为通讯作者，遗传与发育生物学研究所/崖州湾国家实验室李家洋院士给予了重要指导。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进会的资助。
