Подавление АСПАРАТИВНОЙ ПРОТЕАЗЫ 1 продлевает фотосинтез и увеличивает массу зерна пшеницы.

Jul 14, 2023

Природные растения (2023)Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Удлинение фотосинтеза, или функциональное сохранение зеленого цвета, представляет собой осуществимую стратегию увеличения потока метаболитов в ядра злаков. Однако достижение этой цели остается проблемой в области продовольственных культур. Здесь мы сообщаем о клонировании пшеницы с ассимиляцией CO2 и улучшенным ядром 2 (cake2), механизме, лежащем в основе преимуществ фотосинтеза, и естественных аллелях, пригодных для селекции элитных сортов. Преждевременная стоп-мутация в копии А-генома гена АСПАРАТИЧЕСКОЙ ПРОТЕАЗЫ 1 (APP-A1) увеличила скорость фотосинтеза и урожайность. APP1 связывает и разрушает PsbO, внешний защитный элемент фотосистемы II, имеющий решающее значение для увеличения фотосинтеза и урожайности. Кроме того, естественный полиморфизм гена APP-A1 у мягкой пшеницы снижает активность APP-A1 и способствует фотосинтезу, а также увеличению размера и веса зерна. Эта работа демонстрирует, что модификация APP1 увеличивает фотосинтез, размер зерна и потенциал урожайности. Генетические ресурсы могут стимулировать фотосинтез и повысить потенциал высокой урожайности элитных сортов тетраплоидной и гексаплоидной пшеницы.

Это предварительный просмотр контента подписки, доступ через ваше учреждение.

Доступ к журналу Nature и 54 другим журналам Nature Portfolio.

Приобретите Nature+, нашу выгодную подписку с онлайн-доступом.

29,99 долларов США / 30 дней

отменить в любое время

Подпишитесь на этот журнал

Получите 12 цифровых выпусков и онлайн-доступ к статьям.

119,00 долларов США в год

всего $9,92 за выпуск

Возьмите напрокат или купите эту статью

Получите только эту статью до тех пор, пока она вам нужна

$39,95

Цены могут зависеть от местных налогов, которые рассчитываются во время оформления заказа.

Мы поместили необработанные данные секвенирования в базу данных Gene Expression Omnibus под кодом доступа PRJNA861409. Корреспонденция и запросы на другую соответствующую информацию или материалы должны быть адресованы соответствующему автору. Исходные данные приведены в статье.

Бэйли-Серрес, Дж., Паркер, Дж. Э., Эйнсворт, Э. А., Олдройд, GED и Шредер, JI. Генетические стратегии повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Природа 575, 109–118 (2019).

Статья CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Батиста-Сильва, В. и др. Инженерное дело улучшило фотосинтез в эпоху синтетической биологии. Завод Коммун. 1, 100032 (2020).

Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

Сингх, Дж. и др. Улучшение фотосинтеза C3: взгляд на возможные меры по улучшению урожая. Растительная биотехнология. Дж. 12, 1217–1230 (2014).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Орт, ДР и др. Перепроектирование фотосинтеза для устойчивого удовлетворения глобального спроса на продовольствие и биоэнергию. Учеб. Натл Акад. наук. США 112, 8529–8536 (2015).

Статья CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Слэттери, Р.А. и Орт, Д.Р. Перспективы улучшения распределения света и эффективности использования света в пологах сельскохозяйственных культур. Физиол растений. 185, 34–48 (2021).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Кавана, А.П., Саут, П.Ф., Бернакки, С.Дж. и Орт, Д.Р. Альтернативный путь фотодыхания защищает рост и продуктивность модельной культуры при повышенных температурах. Растительная биотехнология. Дж. 20, 711–721 (2022).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Мурчи, Э.Х. и Нийоги, К.К. Манипулирование фотозащитой для улучшения фотосинтеза растений. Физиол растений. 155, 86–92 (2011).

Статья CAS PubMed Google Scholar

Соколов В.А. О возможном пути повышения эффективности фотосинтеза. Докл. Биохим. Биофиз. 491, 98–100 (2020).