来源：BioArt植物
提高水分利用效率是提高植物抗旱性的有效措施【1】。番茄作为世界范围内重要的蔬菜作物，在生产过程中需水量大。利用生物技术提高番茄的水分利用效率，对响应政府农业节水增效的号召具有重要的理论和实际意义。植物可以通过增加水分的吸收或减少水分的散失等途径提高抗旱能力，在这一过程中气孔发挥着重要作用【2】。植物可通过调节气孔开闭和气孔密度调节水分利用效率，从而调控植物抗旱能力【3,4】。近日，中国农业大学园艺学院郭仰东课题组在Plant, Cell & Environment在线发表了题为SlTLFP8 reduces water loss to improve water‐use efficiency by modulating cell size and stomatal density via endoreduplication的研究论文。该研究发现番茄TLFP8基因通过核内再复制，调节气孔大小和密度，从而减少水分流失，提高水分利用效率。
目前有关TLP 家族基因功能研究主要集中在动物中，关于植物 TLP 家族基因功能的报道很少。该研究发现番茄TLPs (Tubby-like proteins) 家族成员SlTLFP8 (Tubby-like F-box protein 8) 是一个新的气孔密度调节因子。研究发现过表达SlTLFP8能够显著增加叶片表皮细胞大小并减少气孔密度，从而提高水分利用效率和干旱抗性（图1）。相反，CRISPR敲除SlTLFP8基因能够减小叶片表皮细胞大小并增加气孔密度，从而降低水分利用效率和干旱抗性（图1）。但是SlTLFP8并未对叶片的光合速率及植株的生物量和果实产量产生影响。进一步研究发现SlTLFP8是通过影响核内再复制来调控气孔的大小和密度。
图1 SlTLFP8影响番茄叶片的气孔密度与大小
（a）SlTLFP8过表达（OE13, OE31）和CRISPR（CR24, CR26）株系叶片下表皮的气孔密度; (b) SlTLFP8过表达（OE13, OE31）和CRISPR（CR24, CR26）株系叶片下表皮的气孔大小。
中国农业大学园艺学院博士研究生李双桃为论文第一作者，中国农业大学园艺学院郭仰东教授和张娜副教授为文章的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划的资助。[1] Guo, X. Y., Wang, Y., Zhao, P. X., Xu, P., Yu, G. H., Zhang, L. Y., . . . Xiang, C. B. (2019). AtEDT1/HDG11 regulates stomatal density and water-use efficiency via ERECTA and E2Fa. New Phytologist, 223(3), 1478-1488. doi:10.1111/nph.15861
[2] Hetherington, A. M., & Woodward, F. I. (2003). The role of stomata in sensing and driving environmental change. Nature, 424(6951), 901-908. doi:10.1038/nature01843
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原文链接：https://doi.org/10.1111/pce.13867来源：bioartplants BioArt植物
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