Engineering crassulacean acid metabolism to improve water-use efficiency.
Engineering crassulacean acid metabolism to improve water-use efficiency.
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DOI：
10.1016/j.tplants.2014.01.006
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发表时间：
2014-05
影响因子：
20.5
通讯作者：
Cushman, John C.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Borland, Anne M.;Hartwell, James;Weston, David J.;Schlauch, Karen A.;Tschaplinski, Timothy J.;Tuskan, Gerald A.;Yang, Xiaohan;Cushman, John C.
关键词：
极端气候威胁着全球农业的可持续性。提高植物水分利用效率的一种方法是将景天科酸代谢（CAM）引入C3作物。这样的任务需要全面的系统水平的理解的酶和调节途径支撑这个时间的CO2泵。在此，我们回顾在实现这一目标方面取得的进展。鉴于CAM出现通过多个独立的进化起源，比较转录组学和基因组学的分类学上不同的CAM物种被用来定义所需的遗传“零件清单”操作的核心CAM功能模块的夜间羧化，白天脱羧，和逆气孔调节。工程CAM提供了在炎热和干燥气候下维持植物生产力的潜力，用于食品，饲料，纤维和生物燃料生产。
Climatic extremes threaten agricultural sustainability worldwide. One approach to increase plant water-use efficiency is to introduce crassulacean acid metabolism (CAM) into C3 crops. Such a task requires comprehensive systems-level understanding of the enzymatic and regulatory pathways underpinning this temporal CO2 pump. Here, we review the progress that has been made in achieving this goal. Given that CAM arose through multiple independent evolutionary origins, comparative transcriptomics and genomics of taxonomically diverse CAM species are being used to define the genetic ‘parts list’ required to operate the core CAM functional modules of nocturnal carboxylation, daytime decarboxylation, and inverse stomatal regulation. Engineered CAM offers the potential to sustain plant productivity for food, feed, fiber, and biofuel production in hotter and drier climates.
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