Overexpression of an Agave Phosphoenolpyruvate Carboxylase Improves Plant Growth and Stress Tolerance.
アガベのホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼの過剰発現が植物の成長とストレス耐性を向上させる (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
- 研究デザイン
- その他の原著論文
- 対象
- 未確定
- 出版年
- 2021
- 出典
- doi.org
- 抄録の表示
- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
- 鮮度
- 確認期限内
- 確認段階
- 自動処理
- 記録状態
- 公開
日本語要約(機械生成)
植物において光合成とストレス耐性を同時に向上させることは困難である。本研究では、CAM植物であるアガベ由来のCAM特異的ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)遺伝子(AaPEPC1)をタバコに導入し、その効果を検証した。AaPEPC1を恒常的に発現する形質転換タバコは、野生型と比較して、通常条件下で光合成速度とバイオマス生産が向上し、リンゴ酸蓄積、炭素同位体比δ13C、CAM関連遺伝子の発現に変化が見られた。さらに、プロリン生合成が促進され、塩ストレス下で乾燥重量が最大81.8%、乾燥ストレス下で最大37.2%増加し、耐塩性と耐乾燥性が向上した。これらの結果は、光合成とストレス耐性の同時改善への新たな道を開くものである。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
It has been challenging to simultaneously improve photosynthesis and stress tolerance in plants. Crassulacean acid metabolism (CAM) is a CO2-concentrating mechanism that facilitates plant adaptation to water-limited environments. We hypothesized that the ectopic expression of a CAM-specific phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), an enzyme that catalyzes primary CO2 fixation in CAM plants, would enhance both photosynthesis and abiotic stress tolerance. To test this hypothesis, we engineered a CAM-specific PEPC gene (named AaPEPC1) from Agave americana into tobacco. In comparison with wild-type and empty vector controls, transgenic tobacco plants constitutively expressing AaPEPC1 showed a higher photosynthetic rate and biomass production under normal conditions, along with significant carbon metabolism changes in malate accumulation, the carbon isotope ratio δ13C, and the expression of multiple orthologs of CAM-related genes. Furthermore, AaPEPC1 overexpression enhanced proline biosynthesis, and improved salt and drought tolerance in the transgenic plants. Under salt and drought stress conditions, the dry weight of transgenic tobacco plants overexpressing AaPEPC1 was increased by up to 81.8% and 37.2%, respectively, in comparison with wild-type plants. Our findings open a new door to the simultaneous improvement of photosynthesis and stress tolerance in plants.
MeSH
DOI 10.3390/cells10030582
PMID 33800849
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