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在高磷利用效率的哈克草(山龙眼科)中,叶片绿化延迟涉及细胞质和线粒体核糖体向质体核糖体表达的重大转变
Plant and Soil ( IF 3.9 ) Pub Date : 2023-09-27 , DOI: 10.1007/s11104-023-06275-1 Toby Bird , Benjamin J. Nestor , Philipp E. Bayer , Guannan Wang , Albina Ilyasova , Clément E. Gille , Bryce E. H. Soraru , Kosala Ranathunge , Anita A. Severn-Ellis , Ricarda Jost , Wolf-Rüdiger Scheible , Maheshi Dassanayake , Jacqueline Batley , David Edwards , Hans Lambers , Patrick M. Finnegan
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更新日期:2023-09-27
Plant and Soil ( IF 3.9 ) Pub Date : 2023-09-27 , DOI: 10.1007/s11104-023-06275-1 Toby Bird , Benjamin J. Nestor , Philipp E. Bayer , Guannan Wang , Albina Ilyasova , Clément E. Gille , Bryce E. H. Soraru , Kosala Ranathunge , Anita A. Severn-Ellis , Ricarda Jost , Wolf-Rüdiger Scheible , Maheshi Dassanayake , Jacqueline Batley , David Edwards , Hans Lambers , Patrick M. Finnegan
背景和目标
Hakea prostrata(山龙眼科)是一种磷利用率高的植物,原产于澳大利亚西南部。它在低叶磷 (P) 下保持高光合速率,并表现出延迟的叶绿化,这是一种提高养分利用效率的趋同适应。这项研究旨在提供整个叶片发育过程中广泛的生理和基因表达谱,揭示从作为营养汇的幼叶到作为低营养、能量转换源的成熟叶片的途径。
方法
为了探索延迟绿化背后的基因表达,我们分析了H. prostrata叶片发育五个阶段的从头转录组。测定光合作用和呼吸速率以及叶色素、磷和氮 (N) 浓度,包括将磷分为五个生化部分。
主要成果
在叶子发育过程中,编码与叶子结构相关的功能的转录本的丰度通常会下降,同时叶中花青素浓度降低85%,磷浓度降低90%,氮浓度降低70%。与光合功能相关的基因表达在叶期或叶后增加与没有延迟绿化的物种相比,叶子发育的扩展与光合色素和活性的增加同时进行。随着叶子的发育,细胞质和线粒体核糖体蛋白的转录丰度普遍下降,而叶绿体核糖体蛋白的转录丰度则增加。
结论
与缺乏延迟绿化的物种相比,H. prostrata中叶细胞生长与叶绿体发育的时间间隔要长得多。对H. prostrata叶片发育的转录组引导分析提供了对延迟绿化作为严重缺磷景观中养分节约策略的见解。
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