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通过生物工程学方法,研究者培育出低气孔密度的节水抗旱

来源:北京力高泰科技有限公司 发布时间:2018-08-16 12:49:25 点击数:236 使用提问 咨询价格
      原文以 Rice with reduced stomatal density conserves water and has improved drought tolerance under future climate conditions 为标题发表于2018年7月24日的New Phytologist上。

图1 来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Oryza_sativa
 
      水稻(Oryzasativa)是人类最重要的食物来源之一,但种植方式决定了其耗水量很大,易受干旱和高温的影响。在气候变化条件下,预期干旱和高温会更加频繁,从而对水稻产量产生不利影响。

      研究者通过生物工程技术培育出高产水稻品种'IR64',通过调控发育信号水平,使其发育出更少的气孔。研究者们过度表达了水稻表皮形成因子OsEPF1,从而显著降低了水稻的气孔密度及导度

图2 水稻表皮形态因子OsEPF1负调控拟南芥和水稻品种'IR64'的气孔发育

 
图3 OsEPF1过表达会限制'IR64'水稻的气孔发育
 
      低气孔密度的水稻品系保水能力更强,在生长的第4周和第5周之间,监测数据显示,耗水量只需对照组的60%。在升高的大气CO2下生长时,具有低气孔密度的水稻植物能够维持其气孔导度,并且在干旱和高温(40℃)下存活的时间比对照组更长。尽管在某些条件下,其光合速率会降低,但低气孔密度的水稻产量和对照组持平或更高。

图4 OsEPF1过表达组和对照组气体交换和耗水量数据(使用高级光合/荧光测量系统LI-6800测量)的对比


图5 OsEPF1过表达影响叶片失水和温度,提高了'IR64'的产量
 
      气孔较少的水稻具有耐旱性,更加节水,这有助于人类更好的应对未来气候变化的挑战,确保粮食安全。