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Reduced grain chalkiness and its possible physiological mechanism in transgenic rice overexpressing L-GalLDH

The Crop Journal 2015年第2期3卷 125-134页

作者： Le Yu Yonghai liu Jianhua Tong Junhui Ding Ruozhong Wang Changlian Peng Langtao Xiao College of Life Sciences Zhaoqing University Hunan Provincial Key Laboratory of Phytohormones and Growth Development Hunan Agricultural University College of Life Sciences South China Normal University

Chalkiness is one of the key factors determining rice quality and price. Ascorbic acid(Asc) is a major plant antioxidant that performs many functions in plants. L-Galactono-1,4-lactone dehydrogenase(L-Gal LDH, EC1.***.2.3) is an enzyme that catalyzes the final step of Asc biosynthesis in plants. Here we show that the L-Gal LDH-overexpressing transgenic rice, GO-2,which has constitutively higher leaf Asc content than wild-type(WT) plants, exhibits significantly reduced grain chalkiness. Higher foliar ascorbate/dehydroascorbate(Asc/dha)ratios at 40, 60, 80, and 100 days of plant age were observed in GO-2. Further investigation showed that the enhanced level of Asc resulted in a significantly higher ribulose-1,5-bisphosphate(Ru BP) carboxylase/oxygenase(Rubisco) protein level in GO-2 at 80 days. In addition, levels of abscisic acid(ABA) and jasmonic acid(ja) were lower in GO-2 at 60, 80, and100 days. The results we present here indicate that the enhanced level of Asc is likely responsible for changing redox homeostasis in key developmental stages associated with grain filling and alters grain chalkiness in the L-Gal LDH-overexpressing transgenic by maintaining photosynthetic function and affecting phytohormones associated with grain filling.

关键词： Grain chalkiness Ascorbic acid Abscisic acid jasmonic acid Rice

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