PPB| 硅营养刺激SOS 通路,提高水稻耐盐性和产量

硅营养通过调控盐过敏感(SOS)通路提高水稻的生长和耐盐性。 过表达OsSOS1基因的水稻在耐盐胁迫方面表现出了明显的改善,最终改善了水稻的农艺性状。 盐胁迫下的Si营养导致OsSOS1水稻中Si转运蛋白的上调,促进了Si的吸收和积累。 OsSOS1转基因水稻的代谢产物图谱显示其具有较好的胁迫调节机制,因为OsSOS1转基因水稻的大部分渗透物质和游离氨基酸的丰度较高。 在水稻(Oryza sativa)中,已知Si营养可以提高耐盐性;但是,在阐明基本机制方面所作的努力有限。盐过度敏感(SOS)途径主要通过排除细胞质中的Na+来促进植物的耐盐性。SOS1是维持离子稳态的Na+/H+逆向转运蛋白,是SOS通路的重要组成部分。在本研究中,我们评估了水稻SOS1 (OsSOS1)在烟草中过表达的影响。小哈瓦那(Petit Havana)和水稻(cv。IR64)调控其对盐度的响应,进一步探讨其与Si营养的相关性。

转OsSOS1基因烟草植株在盐胁迫下具有较高的叶绿素含量和良好的离子稳态,具有较强的耐盐性。同样,过表达OsSOS1的转基因水稻在盐胁迫下也表现出较高的种子发芽率、幼苗存活率和较低的Na+积累量。在成熟期,与非转基因植株相比,转基因水稻植株在胁迫下表现出更好的生长,保持了更好的光合效率,减少了叶绿素损失。盐胁迫下,转基因水稻根系Na+积累减少,氧化损伤和细胞死亡减少,最终提高了水稻的穗数和每穗可育粒数等农艺性状。研究发现,Si营养通过上调Si转运体(Lsi1和Lsi2)的表达促进了盐胁迫OsSOS1水稻的生长,而Lsi1和Lsi2的表达导致水稻植株对Si的吸收和积累。代谢产物图谱显示转基因水稻具有更好的应激调节机制,因为它们保持了较高的大多数渗透物质和游离氨基酸的丰度。

Brijesh K.Gupta1#, Khirod K.Sahoo1#, KhalidAnwar2, et al. Silicon nutrition stimulates Salt-Overly Sensitive (SOS) pathway to enhance salinity stress tolerance and yield in rice. Plant Physiology and Biochemistry, 2021

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