7.5. Aquaporins and plant resistance to abiotic stresses
As discussed above, exposure of plants to abiotic constraints as
diverse as soil water deficit or dry air, heat or cold stress, ionic stress
or nutrient deprivation, or changes in irradiance challenge the plant
water status and trigger highly specific hydraulic responses [27,56].
Molecular analyses on regulation of the whole aquaporin family in
these contexts have often revealed complex transcriptional and posttranslational
response patterns, with sometimes opposite profiles
between isoforms. Genetic approaches have been developed, as a
complement of these expression studies. However, they also led to
somewhat contrasting results, depending on the plant species or stress
conditions investigated. For instance, antisense inhibition of PIP1s in
transgenic tobacco plants reduced Lpr and leaf water potential, and
enhanced plant sensitivity to drought stress [137]. In contrast, inhibition
of PIP1s and/or PIP2s using a similar antisense approach in Arabidopsis
did not modify leafwater potential and hydraulic conductivity in plants
under normal or water deficit conditions. After rewatering, however,
the recovery of leaf water potential and plant hydraulic conductivity
was significantly delayed in antisense as compared to wild-type plants
[138]. These data indicate that PIPs can play an important role during
the early phase of water stress, by acting on root water transport
(a transient ABA-mediated increase in Lpr can be observed before a
longer term inhibition), or during recovery from water stress,
by favoring water mobilization in dehydrated leaves.
Overexpression of aquaporin genes has become a widely used
strategy to understand and possibly engineer plant water relations
under stress. Numerous studies have shown that enhancing aquaporin
expression can confer on transgenic plants either a higher resistance
[116,139–143], or a higher sensitivity [117,144,145] to stresses.
Remarkably, negative effects on stress resistance were rather seen
when an aquaporin of interest was over-expressed in a heterologous
plant species [117,144,145]. We speculate that the foreign
aquaporin may not be properly recognized by the endogenous stress
response machinery. Among the few success stories, we may cite the
case of OsPIP1;3, which is induced by water-deficit in a droughtresistant
rice cultivar. Its expression in a lowland drought-sensitive
rice cultivar, using a stress-induced promoter, significantly enhanced
plant water stress resistance [142]. Spectacular results were also
obtained with SlTIP2;2, a stress-induced aquaporin of tomato [146]. Its
over-expression in the same species dramatically altered plant water
relations, enhancing transpiration and modifying leaf water potential
maintenance under drought. Nevertheless, the transgene had beneficial
effects on plant growth and fruit yield under both control and water
stress conditions.
7.5 ทนต่อความเครียด abiotic Aquaporins และโรงงานเป็นที่กล่าวถึงข้างต้น สัมผัสของพืชข้อจำกัด abiotic เป็นมีความหลากหลายเช่นดินขาดดุลน้ำ หรืออากาศแห้ง ความร้อน หรือเย็นความ เครียด ความเครียด ionicหรือภาวะขาดธาตุอาหาร หรือการเปลี่ยนแปลงในความท้าทาย irradiance โรงงานน้ำสถานะและทริกเกอร์การไฮดรอลิกตอบ [27,56]วิเคราะห์ระดับโมเลกุลในข้อบังคับของครอบครัวอาควอพอรินทั้งในบริบทเหล่านี้มักจะมีการเปิดเผยคอมเพล็กซ์ transcriptional และ posttranslationalรูปแบบการตอบสนอง มีค่าตรงกันข้ามบางครั้งระหว่าง isoforms วิธีทางพันธุกรรมได้รับการพัฒนา เป็นการเสริมศึกษานิพจน์เหล่านี้ อย่างไรก็ตาม พวกเขายังนำไปสู่ผลค่อนข้างแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับชนิดของโรงงานหรือความเครียดตรวจสอบเงื่อนไข PIP1s ในตัวอย่าง antisense ยับยั้งยาสูบถั่วเหลืองพืชลดน้ำ Lpr และใบเป็นไปได้ และปรับปรุงโรงงานละเอียดอ่อนต่อความเครียดภัยแล้ง [137] ในทางตรงข้าม ยับยั้งของ PIP1s / PIP2s ใช้วิธีการแบบ antisense คล้ายใน Arabidopsisไม่ได้ปรับเปลี่ยน leafwater ไฮโดรลิค และมีศักยภาพนำในพืชภายใต้ปกติ หรือน้ำสภาพขาดดุล หลังจาก rewatering อย่างไรก็ตามการฟื้นตัวของใบไม้น้ำศักยภาพและโรงงานไฮดรอลิกนำล่าช้ามากใน antisense เมื่อเทียบกับพืชชนิดป่า[138] ข้อมูลเหล่านี้บ่งชี้ว่า PIPs สามารถมีบทบาทสำคัญในระหว่างการระยะเริ่มต้นของความเครียดน้ำ โดยทำหน้าที่ในการลำเลียงน้ำของราก(แบบชั่วคราว ABA mediated เพิ่ม Lpr จะสังเกตได้จากก่อนการยาวระยะยับยั้ง), หรือ ระหว่างการกู้คืนจากความเครียดน้ำโดยนความน้ำ เคลื่อนไหวในอบแห้งใบOverexpression ของอาควอพอรินได้กลายเป็นที่ ใช้กันอย่างแพร่หลายกลยุทธ์ที่จะทำความเข้าใจ และอาจรวมถึงวิศวกรโรงงานน้ำสัมพันธ์ภายใต้ความเครียด ศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นว่าอาควอพอรินส่งเสริมนิพจน์สามารถประสาทบนพืชถั่วเหลืองต้านสูงอย่างใดอย่างหนึ่ง[116,139-143], หรือความอ่อนไหวสูง [117,144,145] การเครียดทแบบ กระทบกับตัวต้านทานความเครียดแทนที่จะได้เห็นเมื่ออาควอพอรินที่น่าสนใจมีมากเกินไปแสดงในการ heterologousพืชพันธุ์ [117,144,145] เราคาดการณ์ที่ต่างประเทศอาควอพอรินอาจไม่สามารถถูกรู้จักความเครียด endogenousเครื่องตอบสนอง ระหว่างเรื่องราวความสำเร็จไม่กี่ เราอาจอ้างอิงกรณีของ OsPIP1; 3 ซึ่งเกิดจากน้ำขาดดุลในการ droughtresistantข้าว cultivar นิพจน์ที่ราบแล้งความข้าว cultivar ใช้ที่เกิดจากความเครียดโปรโมเตอร์ เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญพืชน้ำความเครียดต้านทาน [142] งดงามก็ยังรับกับ SlTIP2; 2 การเกิดความเครียดอาควอพอรินของมะเขือเทศ [146] ของนิพจน์มากกว่าในสปีชีส์เดียวกันพืชน้ำที่เปลี่ยนแปลงอย่างมากความสัมพันธ์ transpiration เพิ่ม และปรับเปลี่ยนน้ำการบำรุงรักษาภายใต้ภัยแล้ง อย่างไรก็ตาม transgene ที่มีประโยชน์ผลพืชเจริญเติบโตและผลไม้ผลผลิตภายใต้การควบคุมและน้ำสภาวะความเครียด
การแปล กรุณารอสักครู่..
