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冰葉日中花衛細胞從C3到CAM轉變過程中的分子改變

來源: 發布時間:2019-10-08 10:42:55 點擊數: 使用提問咨詢價格

原文以Molecular changes in Mesembryanthemum crystallinum guard cells underlying the C3 to CAM transition 為標題發表于2019年4月12日的 bioRxiv 上。

 

原文作者:Wenwen Kong等

 

研究者們在該項研究中

使用 LI-6800高級光合熒光測量系統 進行葉片氣體交換測量

 

景天酸代謝(CAM)是光合作用的一種特殊類型:氣孔在白天關閉,增強節水能力;在晚上開放,允許吸收CO2。冰葉日中花(Mesembryanthemum crystallinum)是一種兼性的CAM植物,在鹽或干旱脅迫下可以從C3光合作用轉變為CAM。但是,從C3到CAM轉變的脅迫誘導分子機制仍然未知。研究者研究了冰葉日中花在鹽脅迫環境下從C3到CAM的轉變過程。

 

對照組和鹽脅迫組葉片可滴定酸度和形態學表型對比

 

利用LI-6800測量鹽脅迫后冰葉日中花的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率的變化。同時,在保衛細胞中,通過3'-mRNA測序進行單細胞型轉錄組譜分析,以確定在轉變過程中此關鍵細胞類型的分子變化。

 

鹽脅迫處理第6天開始,葉片的夜間凈光合速率開始逐漸增強,而白天的則開始下降,表現為從C3向CAM代謝的轉變。

對照組和鹽脅迫組葉片凈CO2交換和氣孔孔徑的數據對比

 

在轉變過程中,共有495個轉錄本顯示出對照樣品和鹽處理樣品之間的差異表達,包括285個已知的保衛細胞基因,7個CAM相關基因,18個轉錄因子和185個以前未在保衛細胞中表達的其他基因。鹽脅迫處理7天后,編碼CAM光合作用關鍵酶的PEPC1和PPCK1在衛細胞中被上調,表明衛細胞本身就可以完成從C3到CAM的轉變

 

從C3到CAM轉化過程中CAM標記基因的表達水平和PEPC活性變化

 

這項研究為將CAM代謝植物的氣孔行為引入C3作物,以提高水分利用效率,提供了重要信息。

 

想了解LI-6800的更多詳細信息?請點擊閱讀原文」。

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