番茄Rho植物的零突变体表现出更高的用水效率,而不会影响产量

科学领域:

• 植物生物学 植物生物学
• 农作物科学 农作物科学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 提高作物用水效率 (WUE) 对农业至关重要,尤其是在干旱条件下.
• 胃孔调节水的透气和二氧化碳的吸收之间的平衡.
• 植物Rho (ROP) 蛋白质参与植物生长和应激反应.

研究的目的:

• 为了研究番茄植物蛋白9 (SlROP9) 的Rho在护卫细胞中的功能.
• 确定SlROP9对番茄植物口腔调节,透气和用水效率的影响.

主要方法:

• 在番茄中生成和分析SlROP9无基因突变体 (rop9).
• 测量口腔导电性,二氧化碳同化和整个植物的透气.
• 对反应性氧物种 (ROS) 生产和酸 (ABA) 信号通路的研究.
• 在干旱压力下对ROP9表达的分析以及与RBOHB的相互作用.
• 实地实验以评估 rop9 突变物中的用水效率和果产.

主要成果:

• SlROP9无突变体表现出减少的口腔导电性和整个植物的透气性,特别是在高水不足的情况下.
• 光合作用二氧化碳同化在rope9突变体中基本上没有受到影响.
• 在 rop9 突变体中,增加的口腔关闭与增加的 ROS 生产有关,这取决于 RBOH 活动,独立于 ABA.
• 干旱压力抑制了番茄中的ROP9表达,而ABA则抑制了Arabidopsis守护细胞中的ROP信号传递.
• 实地试验表明,rop9突变物提高了水利用效率,而不会影响水果产量.

结论:

• 在番茄护卫细胞中,SlROP9在调节口腔关闭和透气方面发挥着至关重要的作用.
• SlROP9-RBOH通路是口腔对缺水反应的关键调节者,独立于ABA.
• SlROP9是一种有希望的基因标,可以提高农作物用水效率,从而带来更有弹性的农业.