干旱是植物生长过程中面临的非生物胁迫之一,严重影响梨等园艺作物的产量和品质。赤霉素(GA)参与调控植物生长和发育,影响植物干旱耐受性,但其在梨干旱胁迫响应中的功能有待研究。
该研究以正常培养和干旱处理的‘杜梨’幼苗为试材,通过激素含量测定和RT-qPCR分析,阐明了干旱胁迫对GA积累以及GA合成和信号转导基因表达量的影响,并鉴定到了一个定位于叶绿体的GA去生物活性化基因,GA2-氧化酶1-PbrGA2ox1。研究发现,PbrGA2ox1的转录水平受PEG和ABA处理的显著诱导,且受GA3处理的显著抑制,其异源过表达烟草株系抗旱性增强,而瞬时沉默‘杜梨’植株抗旱性下降;进一步分析表明,PbrGA2ox1所提升的抗旱性与活性GA水平降低,ABA含量升高、ABA信号转导增强,以及活性氧(ROS)清除能力强化等相关。与之相反,外源GA3处理可抑制干旱胁迫条件下的梨叶内ABA合成和信号转导以及ROS清除,从而削弱梨树的抗旱性。该研究结果揭示了GA在梨树干旱适应中的作用,强调了PbrGA2ox1增强梨树抗旱性的生物学功能,为培育抗旱型梨新品种提供了研究方向。
安徽农业大学园艺学院贾兵教授为该文章通讯作者,已毕业博士研究生郭国凌为该文章第一作者,已毕业硕士研究生张海燕为该文章共同第一作者。团队成员衡伟、刘莉、叶振风、刘伦和汤小美等也参与了本研究。
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Guoling Guo, Haiyan Zhang, Weiyu Dong, Bo Xu, Youyu Wang, Qingchen Zhao, Lun Liu, Xiaomei Tang, Li Liu, Zhenfeng Ye, Wei Heng, Liwu Zhu, Bing Jia. 2024. Overexpression of PbrGA2ox1 enhances pear drought tolerance through the regulation of GA3-inhibited reactive oxygen species detoxification and abscisic acid signaling. Journal of Integrative Agriculture, 23(9): 2989-3011.
| 图文由安徽农业大学园艺学院贾兵教授团队提供
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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