Overexpression of the Zygophyllum xanthoxylum Aquaporin, ZxPIP1;3, Promotes Plant Growth and Stress Tolerance.
Overexpression of the Zygophyllum xanthoxylum Aquaporin, ZxPIP1;3, Promotes Plant Growth and Stress Tolerance.
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DOI：
10.3390/ijms22042112
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发表时间：
2021-02-20
影响因子：
5.6
通讯作者：
Yin H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li M;Li M;Li D;Wang SM;Yin H
干旱和盐碱会导致植物细胞脱水和水分失衡，严重影响植物的生长发育。水通道蛋白维持细胞内水分的稳态是植物科普这两种逆境的重要策略之一。在这项研究中，胁迫诱导的水通道蛋白，ZxPIP 1;3，属于PIP 1亚组，从肉质旱生植物霸王霸王。亚细胞定位结果表明，ZxPIP 1;3-GFP定位于细胞质膜。ZxPIP 1;3在拟南芥中的过表达促进了植物在有利条件下的生长。此外，它还赋予盐和干旱耐受性，更好的水分状况，以及更少的离子毒性和膜损伤，从而导致更有效的光合作用，并通过诱导胁迫相关的响应基因提高生长活力。本研究揭示了旱生植物抗逆性的分子机制，为利用基因工程手段提高作物生长和抗逆性提供了有价值的候选材料。
Drought and salinity can result in cell dehydration and water unbalance in plants, which seriously diminish plant growth and development. Cellular water homeostasis maintained by aquaporin is one of the important strategies for plants to cope with these two stresses. In this study, a stress-induced aquaporin, ZxPIP1;3, belonging to the PIP1 subgroup, was identified from the succulent xerophyte Zygophyllum xanthoxylum. The subcellular localization showed that ZxPIP1;3-GFP was located in the plasma membrane. The overexpression of ZxPIP1;3 in Arabidopsis prompted plant growth under favorable condition. In addition, it also conferred salt and drought tolerance with better water status as well as less ion toxicity and membrane injury, which led to more efficient photosynthesis and improved growth vigor via inducing stress-related responsive genes. This study reveals the molecular mechanisms of xerophytes’ stress tolerance and provides a valuable candidate that could be used in genetic engineering to improve crop growth and stress tolerance.
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