Phosphate represents a major limiting factor for plant productivity. Plants have evolved different solutions to adapt to phosphate limitation ranging from a profound tuning of their root system architecture and metabolic profile to the evolution of widespread mutualistic interactions. Here we elucidated plant responses and their genetic basis to different phosphate levels in a plant species that is widely used as a model for AM symbiosis: Lotus japonicus. Rather than focussing on a single model strain, we measured root growth and anion content in response to different levels of phosphate in 130 Lotus natural accessions. This allowed us not only to uncover common as well as divergent responses within this species, but also enabled Genome Wide Association Studies by which we identified new genes regulating phosphate homeostasis in Lotus. Among them, we showed that insertional mutants of a cytochrome B5 reductase and a Leucine-Rich-Repeat receptor showed different phosphate concentration in plants grown under phosphate sufficient condition. Under low phosphate conditions, we found a correlation between plant biomass and the decrease of plant phosphate concentration in plant tissues, representing a dilution effect. Altogether our data of the genetic and phenotypic variation within a species capable of AM complements studies that have been conducted in Arabidopsis, and advances our understanding of the continuum of genotype by phosphate level interaction existing throughout dicot plants.

中文翻译：

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通过根系体系结构和阴离子含量的全基因组关联图谱鉴定与莲j中磷酸盐积累有关的新基因。

磷酸盐是植物生产力的主要限制因素。植物已经进化出各种解决方案来适应磷酸盐的限制，从其根系结构和代谢状况的深刻调整到广泛的相互影响的演变。在这里，我们阐明了一种植物物种对不同磷酸盐水平的反应及其遗传基础，该物种被广泛用作AM共生的模型：Lotus japonicus。我们没有关注单一模型菌株，而是测量了130种Lotus天然种质中根系生长和阴离子含量，以响应不同水平的磷酸盐。这不仅使我们能够揭示该物种内的共同反应以及不同反应，而且使我们能够进行基因组广泛关联研究，从而确定了调节莲花中磷酸盐稳态的新基因。他们之中，我们表明，细胞色素B5还原酶和亮氨酸-富集重复序列受体的插入突变体在磷酸盐充足的条件下生长的植物中显示出不同的磷酸盐浓度。在低磷酸盐条件下，我们发现植物生物量与植物组织中植物磷酸盐浓度的降低之间存在相关性，这代表了稀释作用。总的来说，我们关于能够AM的物种内遗传和表型变异的数据补充了在拟南芥中进行的研究，并通过双子叶植物中存在的磷酸盐水平的相互作用提高了我们对基因型连续性的理解。在低磷酸盐条件下，我们发现植物生物量与植物组织中植物磷酸盐浓度的降低之间存在相关性，这代表了稀释作用。总的来说，我们关于能够AM的物种内遗传和表型变异的数据补充了在拟南芥中进行的研究，并通过双子叶植物中存在的磷酸盐水平的相互作用提高了我们对基因型连续性的理解。在低磷酸盐条件下，我们发现植物生物量与植物组织中植物磷酸盐浓度的降低之间存在相关性，这代表了稀释作用。总的来说，我们关于能够AM的物种内遗传和表型变异的数据补充了在拟南芥中进行的研究，并通过双子叶植物中存在的磷酸盐水平的相互作用提高了我们对基因型连续性的理解。