Điều tiết khả năng chịu hạn bằng cách thao tác gen của 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase, một enzyme then chốt trong sự tổng hợp acid abscisic trong Arabidopsis

Plant Journal - Tập 27 Số 4 - Trang 325-333 - 2001
Satoshi Iuchi1, Masatomo Kobayashi1, Teruaki Taji1, Masaaki Naramoto2, Motoaki Seki1, Tomohiko Kato3, Sho Tabata3, Yoshitaka Kakubari2, Kazuo Shinozaki4, Kazuo Shinozaki1
1Laboratory of Plant Molecular Biology, RIKEN Tsukuba Institute, 3-1-1 Koyadai, Tsukuba, Ibaraki 305-0074, Japan
2Department of Forestry and Forest Resources, Faculty of Agriculture, University of Shizuoka, 836 Oya, Shizuoka 422-8529, Japan
3Kazusa DNA Research Institute, 1532‐3 Yana, Kisarazu, Chiba 292‐0812, Japan, and
4Biological Resources Division, Japan International Research Center for Agricultural Sciences (JIRCAS), Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, 2‐1 Ohwashi, Tsukuba, Ibaraki 305‐0851, Japan

Tóm tắt

Tóm lược

Acid abscisic (ABA), một loại hormone thực vật, tham gia vào các phản ứng đối với các căng thẳng môi trường như hạn hán và độ mặn cao, và cần thiết cho khả năng chịu đựng căng thẳng. ABA được tổng hợp de novo để phản ứng với sự mất nước. 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase (NCED) được coi là một enzyme then chốt trong quá trình tổng hợp ABA. Chúng tôi chứng minh rằng sự biểu hiện của một gen NCED của Arabidopsis, AtNCED3, được kích thích bởi căng thẳng do hạn hán và kiểm soát mức độ ABA nội sinh dưới điều kiện căng thẳng hạn hán. Sự biểu hiện quá mức của AtNCED3 trong Arabidopsis biến nạp đã gây ra sự gia tăng mức độ ABA nội sinh, và thúc đẩy việc phiên mã các gen dễ bị kích thích bởi hạn và ABA. Các cây biểu hiện quá mức AtNCED3 cho thấy sự giảm tốc độ bốc hơi nước từ lá và cải thiện khả năng chịu hạn. Ngược lại, việc giảm biểu hiện và gián đoạn AtNCED3 đã tạo ra một kiểu hình nhạy cảm với hạn hán. Những kết quả này chỉ ra rằng sự biểu hiện của AtNCED3 đóng một vai trò then chốt trong sự tổng hợp ABA dưới điều kiện hạn hán trong Arabidopsis. Chúng tôi cải thiện khả năng chịu hạn bằng việc thao tác gen AtNCED3 dẫn đến tích lũy ABA nội sinh.

Từ khóa

#Hormone thực vật #acid abscisic #stress môi trường #tổng hợp de novo #enzyme NCED #Arabidopsis #hạn hán #chuyển gen #ABA nội sinh #điều tiết gene

Tài liệu tham khảo

10.1016/S1360-1385(97)82562-9

10.1093/jxb/48.12.2111

10.1046/j.1365-313X.1999.00386.x

10.1104/pp.124.1.343

10.1007/BF00016490

10.1016/S1369-5266(98)80265-3

10.1146/annurev.arplant.47.1.377

10.1104/pp.123.2.553

10.1126/science.280.5360.104

10.1038/7036

10.1105/tpc.9.7.1197

10.1007/BF00017731

10.1007/BF00027165

10.1046/j.1365-313X.1996.10040655.x

10.1146/annurev.arplant.49.1.199

10.1105/tpc.10.8.1391

10.1002/j.1460-2075.1996.tb00589.x

10.1093/oxfordjournals.pcp.a028913

Nagy F., 1988, Plant Molecular Biology Manual, B4, 1

10.1093/jexbot/49.328.1893

10.1126/science.282.5387.287

10.1073/pnas.96.26.15354

10.1104/pp.120.2.571

Sambrook J., 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual

10.1126/science.276.5320.1872

10.1046/j.1365-313x.2000.00812.x

10.1104/pp.115.2.327

Shinozaki K., 1999, Molecular Responses to Cold, Drought, Heat and Salt Stress in Higher Plants, 11

10.1016/S1369-5266(00)00067-4

10.1104/pp.88.1.178

10.1073/pnas.94.3.1035

10.1046/j.1365-313x.2000.00789.x

10.1073/pnas.190309197

10.1104/pp.101.3.1119

Yamaguchi‐Shinozaki K., 1994, A novel cis‐acting element in an Arabidopsis gene is involved in responsiveness to drought, low‐temperature, or high‐salt stress, Plant Cell, 6, 251

10.1146/annurev.pp.39.060188.002255

Thông tin
Thông tin xuất bản

Plant Journal

Tập 27 Số 4

325-333

Thông tin tác giả