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揭示番茄TLP家族基因SlTLFP8参与调控气孔密度
日期:2020-09-15 作者:未知 来源:植物科学最前沿 点击:
 番茄作为世界范围内重要的蔬菜作物,在生产过程中需水量大。利用生物技术手段提高番茄水分利用效率是调减农业用水、定额灌溉大背景下,保障番茄优质高产的重要措施。植物可以通过增加水分的吸收或减少水分的散失等途径提高抗旱能力,在这一过程中气孔发挥着重要作用。植物可通过调节气孔运动和气孔密度调节水分利用效率。气孔开闭,是植物快速响应并调控植物抗旱的一种有效途径。从进化角度来看,植物能够通过调节气孔的大小以及气孔的密度响应水分胁迫。
    近日,中国农业大学园艺学院郭仰东教授课题组在 Plant,Cell & Environment 上在线发表了最新研究成果:SlTLFP8 reduces water loss to improve water‐use efficiency by modulating cell size and stomatal density viaendoreduplication。该研究发现番茄的 Tubby-like 蛋白家族成员,SlTLFP8能够通过核内复制调控气孔的密度和大小,从而影响水分利用效率。
    目前学界有关 TLP 家族基因基因功能研究报道较少且集中在动物中,关于植物中的 TLP 家族基因的功能报道很少。该研究揭示了植物 TLP 家族基因的功能。
    SlTLFP8 是一个新的气孔密度影响因子。
    研究利用过表达和 CRISPR 证明 SlTLFP8 能够调节气孔的密度,从而影响水分的蒸腾耗散,进一步影响番茄的水分利用效率。SlTLFP8 对气孔大小与密度的影响降低了失水率,但并未对叶片的光合速率及植株的生物量和果实产量产生影响。这为创制高水分利用效率的番茄资源提供了新线索。
    (a)SlTLFP8 过表达(OE13,OE31)和 CRISPR(CR24,CR26)株系的叶片温度;(b)SlTLFP8 过表达(OE13,OE31)和 CRISPR(CR24,CR26)株系的蒸腾速率。
    (a)SlTLFP8 过表达(OE13,OE31)和 CRISPR(CR24,CR26)株系叶片下表皮的气孔密度;(b)SlTLFP8 过表达(OE13,OE31)和 CRISPR(CR24,CR26)株系叶片下表皮的气孔大小。
    中国农业大学园艺学院博士研究生李双桃为论文第一作者,中国农业大学园艺学院郭仰东教授和张娜副教授为文章的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2018YFD1000800)的资助。
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