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油菜細(xì)胞中磷脂酶表達(dá)降低干旱水分損失及提高種子產(chǎn)量的研究

瀏覽次數(shù):1121 發(fā)布日期:2024-1-11  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合美國(guó)密蘇里州圣路易斯發(fā)現(xiàn)PLDa1在改善作物抗旱性和提高種子產(chǎn)量方面的潛在應(yīng)用價(jià)值,為未來的作物遺傳改良提供了新的策略。研究結(jié)果顯示,通過在保衛(wèi)細(xì)胞中特異性表達(dá)PLDα1,可以有效地提高油菜的干旱耐受性和種子產(chǎn)量,為作物改良提供了重要的理論依據(jù)。

此成果以題為《lncreased expression of phospholipase Dα1 in guard cells decreases water loss with improved seed production under drought in Brassica napus》,發(fā)表在《Plant biotechnology journal》。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院副研究員魯少平為第一作者,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授洪月云、美國(guó)密蘇里州圣路易斯密蘇里大學(xué)生物系王學(xué)敏為通訊作者,通過實(shí)驗(yàn)評(píng)估了轉(zhuǎn)基因植物和野生型(WT)植物葉片重量的變化,從而深入了解了植物的保水能力。


保衛(wèi)細(xì)胞的開閉控制著植物的蒸騰作用,是影響植物水分利用效率和干旱耐受性的關(guān)鍵因素。磷脂酶Da1 (PLDa1)的激活在擬南芥中產(chǎn)生脂質(zhì)信使磷酸,并促進(jìn)氣孔關(guān)閉。為了探索PLDa1介導(dǎo)的信號(hào)在作物中減少水分損失的應(yīng)用,研究團(tuán)隊(duì)將擬南芥的PLDa1基因在甘藍(lán)型油菜(Brassica napus)的保衛(wèi)細(xì)胞特異性啟動(dòng)子AtKatIpro的控制下引入了兩個(gè)油菜品種中。轉(zhuǎn)基因油菜在干旱和高鹽脅迫條件下表現(xiàn)出較低的水分損失和改善的生物量積累。在田間干旱條件下,轉(zhuǎn)基因植株的種子產(chǎn)量高于野生型植株。PLDα1在保衛(wèi)細(xì)胞的特異性表達(dá)有潛力通過增強(qiáng)干旱耐受性來提高作物產(chǎn)量。

研究表明,通過在保衛(wèi)細(xì)胞中特異性表達(dá)PLDα1,可以有效地提高油菜的干旱耐受性和種子產(chǎn)量,這為作物抗旱育種提供了一種新的策略。這些轉(zhuǎn)基因油菜在高滲透壓應(yīng)激條件下(包括干旱和高鹽度)表現(xiàn)出降低的水分損失和改善的生物量積累。此外,這些植物在干旱條件下的田間試驗(yàn)中比野生型植物產(chǎn)生了更多的種子。保衛(wèi)細(xì)胞特異性表達(dá)PLDa1具有通過增強(qiáng)抗旱性來提高作物產(chǎn)量的潛力,在干旱條件下改造了植物,使其在保護(hù)細(xì)胞特異性啟動(dòng)子的控制下表達(dá) PLDa1,從而減少了水分流失,改善了植物生長(zhǎng)為作物改良提供了重要的理論依據(jù)。

本文使用國(guó)產(chǎn)光合儀器Yaxin-1102便攜式光合蒸騰儀進(jìn)行此研究,該光合儀測(cè)量了水分蒸騰和氣孔導(dǎo)度,在光合作用和失水有關(guān)的生理過程方面發(fā)揮了重要作用。

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