Aridifizierung und Versalzung sind beides Bedrohungen für nutzbares Land. HMGR ist ein Protein, das in Terpenoiden verwendet wird, die sowohl beim Pflanzenwachstum als auch bei Stressreaktionen eine Rolle spielen. Hui Wei und Kollegen untersuchten Überexpression der PtHMGR Gen, um mehr über die Verbesserung der Dürre- und Salztoleranz bei Pappeln zu erfahren.

Pappel-Setzlinge. Foto: Professor Qiang Zhuge.

Professor Ali Movahedi, einer der Co-Autoren der Studie, sagte: „Dieses Problem der Dürre und des Salzes ist nicht nur für die biologische Grundlagenforschung von entscheidender Bedeutung, sondern auch von entscheidender Bedeutung für die Züchtung und Verbesserung der Resistenz gegen Pflanzenstress. Aufgrund von Dürre und Salzgehalt in China gibt es eine große Fläche unerschlossenen und ungenutzten Landes. Die Ausbeutung und Nutzung dieser Ländereien ist zum Schwerpunkt der Züchtungsforschung geworden.“

Pappel ist eine besonders gute Pflanze, um dieses Problem zu untersuchen, sagte Movahedi. „Pappel ist eine Baumart, die in gemäßigten und kalten gemäßigten Regionen in der gesamten nördlichen Hemisphäre weit verbreitet ist. Pappel wurde aufgrund von Studien zu mehrjährigen Pflanzengenomen verwendet die Verfügbarkeit seiner Genomsequenz"

Es folgt die aktuelle Arbeit eine aktuelle Studie von DXS und DXR Gene in Westliche Balsam-Pappel. Movahedi sagte, dies sei Teil einer umfassenderen Studie über Pappel. „Isoprenoide (oder Terpenoide) stellen eine große und vielfältige Gruppe primärer und sekundärer Metaboliten dar, die in allen lebenden Organismen vorhanden sind. Mehrere von Isoprenoiden abgeleitete Pflanzenhormone regulieren das Pflanzenwachstum, die Entwicklung und die Abwehr von biotischem und abiotischem Stress. Im Mevalonsäure (MVA)-Weg gilt die 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-CoA-Reduktase (HMGR) als das erste geschwindigkeitsbestimmende Enzym in der Isoprenoid-Biosynthese. Im MEP-Weg sind 1-Desoxy-D-Xylulose-5-Phosphat-Synthase (DXS) und 1-Desoxy-D-Xylulose-5-Phosphat-Reduktoisomerase (DXR) zwei geschwindigkeitsbestimmende Enzyme in der Isoprenoid-Biosynthese. Darüber hinaus wurde unsere Studie vom National Key Program on Transgenic Research (2018ZX08020002) unterstützt. Ziel des Projekts ist es, Pappeln zu züchten, die gegen biotischen und abiotischen Stress resistent sind.“

Während Pappel eine häufig untersuchte Pflanze ist, ist sich das Team nicht sicher, ob die Forschung direkt auf andere Pflanzen anwendbar sein wird. Movahedi sagte: „Obwohl Pflanzen ABA hauptsächlich über den MEP-Weg synthetisieren und ABA eine wichtige Rolle bei abiotischem Stress in Pflanzen spielt, können physiologische und strukturelle Unterschiede zwischen Pflanzen unterschiedliche Reaktionen auf abiotischen Stress haben. In dieser Studie kann das Übersprechen im MVA- und MEP-Weg bestehen. Die Überexpression von PtHMGR beeinflusst die Expressionsniveaus von MEP-bezogenen Genen und erhöht letztendlich die Akkumulation von ABA, wodurch die Reaktion der Pappel auf abiotischen Stress erhöht wird.“

Obwohl es möglicherweise keine direkte Relevanz für andere Pflanzen hat, ist es ein Schritt zur Verbesserung der Pappelproduktivität. „Unsere Forschung liefert eine theoretische Grundlage für die Pappelzüchtung“, sagte Movahedi. „Das ist nur ein Teil der Zuchtarbeit. Die Forschung an transgenen Pflanzen ist in fünf Phasen unterteilt: die experimentelle Phase, die Zwischentestphase, die Umweltfreigabephase, die Produktionstestphase, die Anwendungssicherheitszertifikatsphase und die kommerzielle Produktionsphase. Der Unterschied zwischen den Stufen Zwischentest, Umweltfreigabe und Produktionstest besteht in der unterschiedlichen Größenordnung (einschließlich der Anzahl der Versuchsmaterialien und der Pflanzfläche), und der Unterschied zwischen dem Anwendungssicherheitszertifikat und den Phasen der kommerziellen Produktion besteht in den unterschiedlichen Anforderungen an die Kontrollbedingungen . Die Reaktion der Pappel auf abiotischen Stress erfordert auch Feldversuche und Biosicherheitsanalysen.“