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磷是植物生长发育必需的大量矿物质营养元素之一，广泛参与了多个重要的生物学过程，例如能量代谢、脂膜和核苷酸的生物合成、光合成、呼吸作用、酶活性调控以及信号转导等。因此，植物需要从外界吸收大量的磷供这些过程所需。另一方面，植物所能直接吸收利用的磷主要是无机磷酸盐，但无机磷酸盐在土壤中含量很低，所以磷又经常成为影响植物生长发育的一种重要的限制因素。面对低磷胁迫，植物也进化出一系列磷饥饿应答反应来增强对磷的吸收和利用，如改变根形态结构或上调磷转运蛋白的表达可直接增强对无机磷的吸收和转运;植物还可以加强有机磷向无机磷的转化，提高对有机磷的利用能力;此外，许多重要的代谢过程也会发生改变以增强植物在低磷胁迫下对磷的利用效率。植物磷饥饿应答反应及其调控机制的研究在双子叶模式植物拟南芥中已经取得非常大的进展，但在重要农作物中的研究却相对滞后。 我们通过大规模筛选水稻突变体获得一个具有叶尖黄化坏死表型的突变体leaftipnecrosis1(ltn1)。通过图位克隆方法，我们克隆到LTN1基因，并通过LTN1的基因组片段互补了ltn1突变体表型，表明LTN1基因功能丧失是造成ltn1突变体表型的原因。蛋白序列分析表明，LTN1与拟南芥中调控无机磷吸收及转运的关键蛋白PHO2具有较高的氨基酸序列相似性。组织表达分析表明，LTN1在根、茎、叶鞘、叶片及花中均有表达，而在根中表达较高。LTN1启动子融合β-葡萄糖醛酸酶(GUS)转基因研究表明，LTN1主要在维管组织中表达。与野生型相比，ltn1突变体对无机磷的吸收及转运都表现出显著增强，使其在地上部积累大量无机磷，进而导致叶片尖部出现黄化坏死的磷毒害表型。而且，在ltn1突变体中，无机磷的重新转运也明显受到抑制。与此相一致，ltn1突变体中多个无机磷转运蛋白的表达发生明显改变。以上结果表明，LTN1可能通过调控无机磷转运蛋白的表达进而影响无机磷的吸收及转运。在磷饥饿的条件下，ltn1突变体的主根和不定根较野生型都有明显的伸长，表明LTN1参与了磷饥饿条件下根发育的调控。在磷充足条件下，多种磷饥饿应答反应例如酸性磷酸酶及核糖核酸酶的活性上调、膜脂组分改变、氮吸收抑制以及金属离子吸收增强等在ltn1突变体中发生组成性激活，表明LTN1参与对多种磷饥饿应答反应的调控。此外，OsmicroRNA399(OsmiR399)过表达转基因表明，LTN1在转录水平受OsmiR399负调控。 综合以上结果，我们证明LTN1是位于OsmiR399下游的一个重要的磷饥饿信号转导组分，参与水稻中多种重要的磷饥饿应答反应的调控。