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走向更可持续的小麦

过度表达的TA-PHR1-A1通过增加每穗粒度来提高小麦产量,使其在繁殖计划中可能有价值。
小麦TA-PH1调节P信号并提高谷物产量
小麦TA-PH1调节P信号并提高谷物产量

世界面临着增加粮食生产力的巨大挑战,以增加其种植的人口。由于磷(P)肥料对生长食品至关重要,每年的P肥料的每年消耗量在过去几十年中迅速增加,预计到2050年将增加50-100%。然而,申请到土壤的大多数P都是固定的对于植物不可用,并且在生长季节的作物中恢复应用P的恢复通常很低。此外,P肥料主要由不可再生的磷酸盐岩石制成,预计将在不久的将来用完。需要进行系统的方法,可持续和有效地使用土壤p和肥料P,包括开发P型作物品种。 P使用植物物种和物种基因型中P使用效率的遗传差异,表明通过遗传方法可以提高植物的P使用效率。常规的植物育种方法已被证明是成功的繁殖作物,具有改善的P使用效率。

小麦是世界上最重要的粮食作物之一。全球小麦产量每年消耗6·5吨P2O5(谷物作物使用的40%),远高于其他谷物使用,包括稻米和玉米。因此,改善P使用小麦的效率在可持续使用P资源中是重要的。以改善的P利用效率繁殖小麦,了解小麦的PI信号通信是重要的。已经克隆了几种PI饥饿性诱导基因,并且已经分析了它们的表达模式,因此小麦的PI信号通信网络仍然很大程度上是未知的。尽管通过转基因改性提高了P使用效率,但在许多作物中报告了转基因小麦的研究仍然缺乏。

在感测P可用性的信令网络中,MyB-CC(卷曲线圈)类型转录因子PHR1起到核心作用。最近的一篇论文 植物学 用同源性检查三个小麦PHR1基因 拟南芥 PHR1,并表征他们在调节PI饥饿反应方面的作用。 TA-PHR1-A1参与小麦的PI信号传导,并且当过度表达时,它增加了小麦的p吸收和籽粒产量。这项重要的研究促进了对小麦的PI信号传导的理解,并为育种小麦提供了有价值的基因资源,以改善的P使用效率和产量。

 

磷酸盐饥饿反应调节剂TA-PHR参与磷酸盐信号,并增加小麦的谷物产量。 (2013)植物学的纳纳州111(6):1139-1153。 DOI:10.1093 / AOB / MCT080
磷缺乏是全球作物产量的主要限制因素。以前的研究表明,PHR1和IT同源物在调节植物中磷酸盐饥饿反应方面发挥着关键作用。然而,Phr同源物在普通小麦中的功能(Triticum Aestivum.)仍然没有完全明白。该研究的目的是表征FHR1基因在调节小麦中磷信号传导和植物生长的功能。在缺磷培养,土壤盆栽试验和两个现场实验中,在缺乏缺乏的磷缺乏和易感条件下产生并评估小麦转基因系。从小麦中分离出三个PHR同源基因TA-PH1-A1,B1和D1,分析了TA-PHR1-A1的功能。结果表明,TA-PHR1-A1在酵母细胞中转录激活TA-PHT1.2的表达。在小麦的过度表达的TA-PHR1-A1上调了磷酸盐饥饿反应基因的子集,刺激横向分支和当植物在土壤中和营养溶液中生长时的改善的磷吸收。来自两个现场试验的数据证明,通过增加每穗粒度的谷物数量来表达TA-PHR1-A1增加谷物产量。 Taphr1参与小麦中的磷酸盐信号,并且在作物的分子育种中有价值,具有改善的磷利用效率和产量性能。