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土壤缺磷是限制小麦高产的重要因素，因此研究小麦调控缺磷响应的分子机制，利用分子育种技术提高小麦磷效率具有重要的科学意义。
PHR1是植物调控缺磷响应的关键基因，其功能在拟南芥(Arabidopsisthaliana)和水稻（Oryzasativa）中已得到比较深入的研究，但小麦（TriticumaestivumL.）TaPHR1的具体功能尚未见报道。本文以黄淮麦区大面积推广的小麦品种石4185和科农199为受体材料，分别创制了石4185Ubiquitin∷TaPHR1转基因系、科农199Ubiquitin∷TaPHR1转基因系和科农199proTaPHT1.2∷TaPHR1转基因系，以研究TaPHR1对小麦磷效率和农艺性状的影响。利用营养液培养、土壤盆栽和大田试验相结合的方法，比较研究了转基因系和受体亲本在不同供磷条件下的苗期生长发育、成株期农艺性状和磷效率以及缺磷响应基因表达的差异，获得了如下研究结果:
1.通过转基因方法适量提高TaPHR1基因的表达量，可促进小麦在适宜供磷水平下的苗期地上部和根系的生长发育，增加成株期的籽粒产量。在苗期主要是增加分蘖数和侧根的数目和长度;北京和河北两地的大田试验表明，成株期籽粒产量的提高主要是增加了穗粒数。研究还发现，当转基因系TaPHR1基因上调幅度太高时，则会抑制小麦生长发育;并且，当供试磷水平太高或太低时，也不利于转基因系发挥磷高效优势。
2.苗期营养液培养试验和土壤盆栽试验结果表明，在适宜磷水平条件下，TaPHR1可促进小麦对磷的吸收和磷向地上部的转运，增加地上部总磷累积量。在北京进行的4个磷水平的大田试验结果显示，转基因系的籽粒磷浓度和吸磷量显著高于野生型。与水稻OsPHR2不同，在磷充足条件下，小麦TaPHR1转基因系地上部磷浓度增加幅度较小，因此未导致地上部磷过量累积而抑制植株生长发育和结实。
3.利用营养液培养方法，在不同供磷条件下，比较转基因系和野生型地上部和根系的磷活化和转运相关基因、磷平衡调控相关基因、生长素合成和细胞周期相关基因的表达水平差异。结果表明，增强表达TaPHR1主要通过增强磷转运蛋白基因TaPHT1.1和TaPHT1.2的表达，增加根系对磷的吸收，促进磷由根系向地上部的转运。此外，增强表达TaPHR1还促进了小麦侧根的生长，并对磷平衡相关基因TalPS1.1和TaIPS1.2进行了调控，具体调控机理还有待于深入研究。
上述研究结果表明，适量上调TaPHR1的表达可促进小麦根系的生长发育、增强磷吸收和转运相关基因的表达，改善植株的磷营养，促进分蘖数、穗粒数和产量的提高。我们的研究促进了人们对小麦缺磷响应的分子机理的理解，也为小麦和其他农作物磷效率改良提供了具有应用价值的分子育种元件，并为筛选合适的转基因系提高农作物产量和磷效率提供了科学依据。