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      通過生物工程學方法,研究者培育出低氣孔密度的節水抗旱

      來源:北京力高泰科技有限公司 發布時間:2018-08-16 12:49:25 點擊數:842 使用提問 咨詢價格
            原文以 Rice with reduced stomatal density conserves water and has improved drought tolerance under future climate conditions 為標題發表于2018年7月24日的New Phytologist上。

      圖1 來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Oryza_sativa
       
            水稻(Oryzasativa)是人類最重要的食物來源之一,但種植方式決定了其耗水量很大,易受干旱和高溫的影響。在氣候變化條件下,預期干旱和高溫會更加頻繁,從而對水稻產量產生不利影響。

            研究者通過生物工程技術培育出高產水稻品種'IR64',通過調控發育信號水平,使其發育出更少的氣孔。研究者們過度表達了水稻表皮形成因子OsEPF1,從而顯著降低了水稻的氣孔密度及導度。

      圖2 水稻表皮形態因子OsEPF1負調控擬南芥和水稻品種'IR64'的氣孔發育

       
      圖3 OsEPF1過表達會限制'IR64'水稻的氣孔發育
       
            低氣孔密度的水稻品系保水能力更強,在生長的第4周和第5周之間,監測數據顯示,耗水量只需對照組的60%。在升高的大氣CO2下生長時,具有低氣孔密度的水稻植物能夠維持其氣孔導度,并且在干旱和高溫(40℃)下存活的時間比對照組更長。盡管在某些條件下,其光合速率會降低,但低氣孔密度的水稻產量和對照組持平或更高。

      圖4 OsEPF1過表達組和對照組氣體交換和耗水量數據(使用高級光合/熒光測量系統LI-6800測量)的對比


      圖5 OsEPF1過表達影響葉片失水和溫度,提高了'IR64'的產量
       
            氣孔較少的水稻具有耐旱性,更加節水,這有助于人類更好的應對未來氣候變化的挑戰,確保糧食安全。

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