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我室果树逆境生物学团队揭示过表达MdATG8i可提高苹果水分利用效率

2021年4月1日,Horticulture Research在线发表了西北农林科技大学园艺学院马锋旺教授和龚小庆副教授为通讯作者题为“Overexpression of MdATG8i improves water use efficiency in transgenic apple by modulating photosynthesis, osmotic balance, and autophagic activity under moderate water deficit”的研究论文。

黄土高原是我国苹果主要种植区之一,水分亏缺是影响该区域苹果(Malus domestica)生产的主要因素之一。鉴定与水分利用效率(WUE)调节有关的基因是作物育种的重要方面。作为真核生物中一种保守的降解和再循环机制,自噬参与多种胁迫响应。然而,自噬与WUE调节之间的关系尚不清楚。作者前期研究发现,自噬蛋白MdATG8i能够增强苹果耐盐性。该研究对长期中度干旱胁迫下MdATG8i的生物学功能进行了探究。结果表明,在长期中度干旱条件下,与野生型植株相比,过表达MdATG8i苹果植株的WUE较高。提高光合效率能够提高植株WUE。渗透调节在植物抗逆和适应性方面具有重要作用。在长期干旱条件下,与野生型植株相比,过表达MdATG8i植株的光合能力较强,糖和氨基酸积累较多。过表达植株光合能力的增强可能是由于它们具有维持最佳的气孔孔径、有组织的叶绿体以及强抗氧化活性的能力。过表达MdATG8i也促进了自噬活性,可能与上述变化有关。

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该研究结果表明,在长期中度干旱条件下,与野生型相比,因其具有较强的光合作用、有效的渗透调整过程以及较强的自噬活性,过表达MdATG8i苹果品系的WUE较高。