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Plant Biotechnology Journal:玉米中异源过表达拟南芥GRXS17增强耐热性和籽粒产量

已有 403 次阅读 2022-6-23 23:43 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

Redox-engineering enhances maize thermotolerance and grain yield in the field

第一作者Stuart A Sprague

第一单位堪萨斯州立大学

第一通讯Sunghun Park


 Abstract 

背景回顾Increasing populations and temperatures are expected to escalate food demands beyond production capacities, and the development of maize lines with better performance under heat stress is desirable. 


主要研究Here, we report that constitutive ectopic expression of a heterologous glutaredoxin S17 from Arabidopsis thaliana (AtGRXS17) can provide thermotolerance in maize through enhanced chaperone activity and modulation of heat stress-associated gene expression.


结果1-表型1The thermotolerant maize lines had increased protection against protein damage and yielded a 6-fold increase in grain production in comparison to the non-transgenic counterparts under heat stress field conditions. 


结果2-表型2The maize lines also displayed thermotolerance in the reproductive stages, resulting in improved pollen germination and the higher fidelity of fertilized ovules under heat stress conditions. 


结论Our results present a robust and simple strategy for meeting rising yield demands in maize and, possibly, other crop species in a warming global environment.


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 摘 要 

随着世界人口的不断增加,同时还有全球气温的上升,预计会导致全球的粮食供应出现短缺,因此开发在高温胁迫下表现更好的玉米品系是必要的。本文中,作者发现一个来自拟南芥的谷胱甘肽还原酶基因AtGRXS17在玉米中的异源组成型表达,会通过增强分子伴侣的活性以及调节热胁迫相关基因的表达,从而增强玉米的耐热性。在热胁迫条件下,与非转基因玉米相比,耐热玉米品系增强了对蛋白损伤的保护,其产量更是增加了6倍。此外,耐热玉米品系在生殖阶段也表现出了耐热性,从而增强了玉米在热胁迫条件下的花粉萌发,且提高了受精胚珠的保真度。本文的研究结果为在全球变暖的大环境中满足玉米及其他作物品种不断增长的产量需求提供了一种稳健而简单的策略。




 Sunghun Park 


个人简介:

1987年,首尔国立大学,学士;

1989年,首尔国立大学,硕士;

1995年,德克萨斯农工大学,博士;

1995-1999年,德克萨斯农工大学,博后;

1999-2001年,德克萨斯农工大学,研究助理;

2001-2006年,德克萨斯农工大学,助理研究员;

2006-2007年,德克萨斯农工大学,研究副教授;

2007-2012年,堪萨斯州立大学,助理教授;

2012-2018年,堪萨斯州立大学,副教授;

2018年-至今,堪萨斯州立大学,教授。


研究方向

1. 非生物胁迫生理学与功能基因组学;

2. 提高作物中钙和类黄酮的含量。


doi: https://doi.org/10.1111/pbi.13866


Journal: Plant Biotechnology Journal

First Published: June 02, 2022


Cite:
Stuart A Sprague, Tej Man Tamang, Trevor Steiner, Qingyu Wu, Ying Hu, Tayebeh Kakeshpour, Jungeun Park, Jian Yang, Zhao Peng, Blake Bergkamp, Impa Somayanda, Morgan Peterson, Ely Oliveira Garcia, Yangfan Hao, Paul St. Amand, Guihua Bai, Paul A Nakata, Ivo Rieu, David P Jackson, Ninghui Cheng, Barbara Valent, Kendal D Hirschi, SV Krishna Jagadish, Sanzhen Liu, Frank F White, Sunghun Park. Redox-engineering enhances maize thermotolerance and grain yield in the field. Plant Biotechnology Journal, 2022. DOI: https://doi.org/10.1111/pbi.13866



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