CRISPR/Cas9敲除番茄SlERF.F4基因赋予突变体节水型避旱策略与更强抗旱能力

《Plant Growth Regulation》：Knockout of SlERF.F4 transcription factor enhances drought resilience in tomato

摘要

由于植物不断暴露在不断变化的气候条件下，它们进化出了一套复杂的系统来感知环境胁迫并将其整合，以适应其反应。在分子水平上，转录因子通过影响胁迫响应基因的表达，在调控植物反应中发挥着重要作用。特别是乙烯响应因子（ERFs）代表了乙烯信号转导途径的最终组分，乙烯是一种参与许多生理和胁迫依赖机制的植物激素。在响应非生物胁迫的ERFs中，我们通过CRISPR/Cas9介导的基因敲除，旨在阐明SlERF.F4基因在番茄品种Microtom干旱胁迫响应中的作用。因此，我们从生理学、分子学和生物化学角度，对CRISPR/Cas9编辑谱系来源的纯合Slerf.f4突变体进行了为期7天的水分剥夺实验表征。在独立实验评估的T₂世代中观察到节水行为。与野生型对照相比，分析的Slerf.f4突变体表现出降低的气孔导度和蒸腾速率，导致土壤相对含水量升高，表明其节水行为与避旱策略一致。此外，在水分胁迫期间，Slerf.f4突变体的叶片光合色素浓度（特别是叶绿素a、类胡萝卜素和黄质）高于野生型植物，表明突变体具有更好的抗旱能力。