LI-6800應(yīng)用案例 |【Nat. Commun.】為什么秈稻比粳稻對二氧化碳增加更敏感?——分子層面的原因解析
原文以Variation in a single allele drives divergent yield responses to elevated CO2 between rice subspecies 為標(biāo)題發(fā)表在Nature Communications(IF=14.7)上
作者 | Yunlong Liu、Siyu Zhang等

DNR1通過調(diào)控生長素影響對NO??的同化,最終決定不同水稻亞種在eCO?條件下的產(chǎn)量出現(xiàn)差異:秈稻受益更大,粳稻反應(yīng)較弱。這可能成為未來水稻育種改良的重要方向。
這些發(fā)現(xiàn)表明,DNR1可能是影響秈稻和粳稻在eCO? 條件下產(chǎn)量差異的關(guān)鍵分子調(diào)控因子。 攜帶秈稻 DNR1等位基因的品種,在高 CO? 環(huán)境下表現(xiàn)出更高的硝態(tài)氮利用效率和更顯著的增產(chǎn)潛力。
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)
DNR1是生長素(Auxin)合成的負調(diào)控因子,其序列在秈稻和粳稻之間存在變異。
秈稻DNR1 變體降低了DNR1 mRNA 和蛋白豐度,導(dǎo)致生長素積累增加。
生長素的提升進一步激活了與NO??(硝態(tài)氮)吸收及下游NO?? 同化酶相關(guān)的基因轉(zhuǎn)錄。
這一機制提高了秈稻的氮利用效率(NUE),最終促進了產(chǎn)量增長。
在eCO? 條件下,秈稻品種YD6(揚稻 6)在生物量、氮吸收和產(chǎn)量增幅方面均顯著高于粳稻品種ZH11(中華11)。
這些結(jié)果表明,DNR1變異可能是導(dǎo)致秈稻和粳稻對eCO? 響應(yīng)差異的關(guān)鍵分子機制。
研究意義
本研究揭示了DNR1 變異如何影響秈稻在高CO? 條件下的生長及氮利用效率,為秈稻比粳稻對CO? 施肥效應(yīng)更敏感提供了分子機制解釋。
該發(fā)現(xiàn)為培育高氮利用效率、高產(chǎn)、適應(yīng)氣候變化的水稻品種提供了潛在的分子育種靶點,尤其是在 全球CO? 濃度持續(xù)上升的背景下。

LI-6800便攜式光合熒光測量系統(tǒng)在本研究中的作用
目標(biāo)參數(shù):
凈光合速率 (A)
氣孔導(dǎo)度(gs)
光照強度變化梯度:
1800、1500、1200、1000、800、600、400、200、100、50、0(單位μmol m?2 s?1)
測量時間:
上午8:30 – 11:30
環(huán)境條件控制:
溫度:35°C
相對濕度:60%
CO? 濃度設(shè)置:
大氣CO? 處理 :400ppm
升高CO? 處理 :550ppm
測量技術(shù):
使用RACiR(Rapid A-Ci Response)技術(shù)快速測定CO? 響應(yīng)曲線
CO? 梯度:
初始CO? 濃度:50ppm
最終CO? 濃度:1200ppm
CO? 遞增速率:300ppm/min
環(huán)境條件控制:
光照強度:1800μmol m?2 s?1(光飽和狀態(tài))
溫度:35°C
相對濕度:60%
A-Ci 曲線數(shù)據(jù)分析:
計算最大羧化速率(Vcmax)
計算最大電子傳遞速率(Jmax)
計算基于FvCB光合模型
LI-6800的快速A-Ci曲線測量技術(shù)(RACiR)能顯著提高實驗效率
傳統(tǒng)A-Ci 曲線測定需要30~60 分鐘,而RACiR 可在2-5 分鐘內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集,從而顯著提高了測量效率。
精確分析水稻光合生理特性
通過光響應(yīng)和CO? 響應(yīng)曲線測量,深入研究水稻品種對光照和 CO? 濃度變化的適應(yīng)性,為水稻光合生理特性分析提供精確數(shù)據(jù)。
揭示eCO? 對水稻光合性能的影響
比較秈稻和粳稻在eCO? 條件下的Vcmax、Jmax變化,揭示不同品種對氣候變化的響應(yīng)機制,從而為水稻育種和氣候變化適應(yīng)性研究提供理論依據(jù)。
原文中的主要數(shù)據(jù)圖
相關(guān)產(chǎn)品
免責(zé)聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。