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Plant Journal|胡萝卜素基因的表达可以通过重新设计植物结构和提高烟草的光合作用效率来加快生物量的生产。

 PaperRSS 2020-07-06

由于类胡萝卜素在光合作用中起着辅助色素的作用,起着关键的光保护作用,并且具有重要的营养价值,所以类胡萝卜素生成一直是作物改良的目标。

虽然类胡萝卜素是植物激素的重要前体,但以前的遗传操作对生物量生产和植物发育几乎没有任何影响,而是导致类胡萝卜素含量的特定修饰。出乎意料的是,胡萝卜番茄红素 b 环化酶(DcLCYB1)在红花烟草中的表达。

黄嘌呤不仅增加了类胡萝卜素的积累,而且改变了植物体系结构,使拥有属性节间更长,生长更快,开花早,生物量增加。在这里,我们挑战这些转化子与一系列的生长条件,以确定他们的表型的稳健性和分析潜在的机制。转基因 DcLCYB1株系的类胡萝卜素、叶绿素、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)生物合成关键基因的转录水平增加,光合作用相关基因的转录水平也增加。

相应地,它们的类胡萝卜素、叶绿素、脱落酸和赤霉素含量都有所提高。激素和抑制剂试验证实了 GA/ABA 含量的改变在生长表型中的关键作用。

由于节间长减少了成熟叶片的遮荫,延缓了叶片衰老的诱导,成熟叶片保持了较高的光合能力。这增加了植物的同化作用,反映在完全控制恒定和波动的光和非控制条件下的植物产量较高。

此外,我们的数据是一个警告,类异戊二烯代谢工程可以导致植物激素内稳态的复杂变化,因此植物发育,这是以前的研究没有充分考虑。

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