通过调节根架构,应激敏感基因表达和树叶球微生物群,提高Lupinus angustifolius中的性耐受性

科学领域:

• 植物生物技术 植物生物技术
• 压力生理学 压力生理学
• 农业科学 农业科学

背景情况:

• 性土壤压力显著限制了Lupinus angustifolius的生产力,这是一个重要的装饰性豆类植物.
• 大豆扩展基因 *GsEXPA8* 已经显示出在赋予性应激耐受性方面具有潜力.

研究的目的:

• 调查Lupinus angustifolius*中异质的*GsEXPA8*表达对其对压力的反应的影响.
• 为了了解性条件下的 *GsEXPA8* 诱导的生化,分子和根球变化.

主要方法:

• 转基因 *Lupinus angustifolius* 过度表达 *GsEXPA8* 线的产生.
• 使用NaHCO₃诱导应激.
• 评估生理学参数 (叶子活力,根生物量,抗氧化酶活性,林,甲).
• 对敏感基因的基因表达分析.
• 树枝球微生物社区概况.
• 使用过度表达和CRISPR/Cas9淘汰,对内源性狼同源 *LaEXPA8* 的研究.

主要成果:

• 过度表达*GsEXPA8*的转基因狼系表现出增强的叶子活力,根生长,抗氧化酶活性 (CAT,POD),林积累,并在应激下降低了甲水平.
• 在转基因系中观察到关键的反应基因 (*LaSOS1*, *LaNCED3*, *LaMYB39*, *LaNAC56*, *LaNHX6*, *LaP5CS*) 的升级.
• 检测到树根球微生物群的显著重组,并增加了有益的种群,如*伪*和*柳杆菌*.
• 内源性*LaEXPA8*具有诱导性,其过度表达赋予了类似的耐受性,而淘汰赛没有明显的表型,表明功能冗余.

结论:

• *GsEXPA8* 通过增强根生长,抗氧化防御,透调整和调节与压力相关的基因表达,显著改善了 *Lupinus angustifolius* 的性耐受性.
• 操纵 *GsEXPA8* 也会对树根球微生物群产生积极影响,丰富有益的微生物.
• 这项研究提出了一种新的结合策略,使用扩大基因操纵和根球微生物群丰富来开发抗压装饰植物.