研究方向

磷是植物生長發育不可或缺的必要元素，但土壤中的磷酸鹽（植物主要吸收的磷肥型態）常被固定，導致植物無法有效吸收。因此，植物演化出一套複雜的調控系統，以強化對外界磷肥的吸收，並靈活調整體內磷酸鹽的分配與運用。

我們的研究顯示，微型核糖核酸（microRNA）是植物體內調控磷酸鹽恆定的關鍵因子。在缺磷環境下，微型核糖核酸miR399與miR827的表現量會受到誘導，並分別抑制其目標基因-泛素接合酶PHO2與泛素連接酶NLA的表現。PHO2位於細胞內膜系統，負責調控PHO1與PHT1兩個磷酸鹽運輸蛋白的降解，藉此協調根部吸收磷酸鹽並將其運送至地上部活性；而NLA則在細胞膜上調控PHT1蛋白的降解。這兩個功能模組（miR399-PHO2與miR827-NLA）透過轉錄後的微型核糖核酸機制與轉譯後的蛋白質泛素化機制，共同調控細胞膜上磷酸鹽運輸蛋白的數量，以因應土壤中磷酸鹽濃度的變化，維持細胞內磷酸鹽的恆定。此外，這些主要表現在根部、負責吸收外界磷肥的磷酸鹽運輸蛋白，亦參與了種子與花藥的發育，在植物的生殖生長中扮演著舉足輕重的角色。

在植物細胞內，磷酸鹽主要儲存於液泡中，發揮緩衝作用並維持細胞質磷酸鹽濃度的恆定。我們發現，磷酸鹽轉運蛋白5家族（PHT5）是負責將磷酸鹽運送至液泡的關鍵因子。這項發現不僅揭開了植物細胞儲存磷酸鹽的奧秘，更闡明了其在調控細胞質磷酸鹽含量、基因表達及植物生長等方面的重要性。

此外，我們也深入探討了肌醇磷酸鹽在感應磷肥調控機制中所扮演的角色，並積極探索缺磷反應的系統性訊息傳遞。同時運用全基因組關聯分析（GWAS）與全轉錄組關聯分析（TWAS）技術，從自然變異族群中尋找與磷肥吸收利用相關的重要調控基因。這些研究成果將提供寶貴的資訊，有助於提升作物的磷肥利用效率，為未來的永續農業生產奠定基礎。