GhGGPPS10和GhGGPPS23的过表达可增强植物的生物量积累，并优化棉花的光合性能

《Plant, Cell & Environment》：Overexpression of GhGGPPS10 and GhGGPPS23 Enhances Plant Biomass Accumulation and Optimizes Photosynthetic Performance in Cotton

萜类化合物通过GGPPS同工酶介导的MVA和MEP途径调控棉花发育。沉默GhGGPPS10/23导致叶片花斑和株高降低，影响叶绿素和类胡萝卜素合成基因表达及代谢通量。过表达GhGGPPS10和GhGGPPS23显著提高生物量及光合效率，相关代谢物水平上升。

　　

摘要

萜类化合物是一类多样的代谢物，能够调节植物的生长发育。香叶基香叶基焦磷酸合成酶（GGPPS）通过两条途径介导GGPP的生物合成：甲瓦龙酸（MVA）途径和甲基赤藓糖磷酸（MEP）途径。GGPP是叶绿素、类胡萝卜素及其他萜类化合物的共同前体。我们测定了陆地棉花中GGPPS同工酶的酶活性，并筛选出了具有高酶活性的同工酶。沉默GhGGPPS10/23基因会导致叶片出现斑驳现象并降低植株高度。转录组学和代谢组学分析表明，GhGGPPS10/23基因的下调影响了参与叶绿素和类胡萝卜素生物合成途径的基因表达模式，同时也改变了代谢流。过表达GhGGPPS10和GhGGPPS23基因显著提高了生物量和光合效率，并增加了关键代谢物的含量。综上所述，我们的研究结果表明GhGGPPS10/23基因参与调控与农艺性状相关的多种发育过程。

利益冲突

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能会影响本文所述的研究结果。