Senescence-induced ectopic expression of A. tumefaciens ipt gene in wheat delays leaf senescence, increases cytokinin content, nitrate influx and nitrate reductase activity but does not affect grain yield

0319704 - ÚEB 2009 RIV GB eng J - Článek v odborném periodiku
Sýkorová, Blanka - Kurešová, G. - Daskalova, S. - Trčková, M. - Hoyerová, Klára - Raimanová, I. - Motyka, Václav - Trávníčková, Alena - Elliott, M. C. - Kamínek, Miroslav
Senescence-induced ectopic expression of A. tumefaciens ipt gene in wheat delays leaf senescence, increases cytokinin content, nitrate influx and nitrate reductase activity but does not affect grain yield.
[Senescenčně indukovaná ektopická exprese genu ipt z Agrobacterium tumefaciens zpomaluje senescenci listů, zvyšuje obsah cytokininů, příjem nitrátu a aktivitu nitrátreduktázy ale nemá vliv na výnos obilek.]
Journal of Experimental Botany. Roč. 59, č. 2 (2008), s. 377-387. ISSN 0022-0957. E-ISSN 1460-2431
Grant CEP: GA ČR GA522/02/0530; GA MŠMT 1M06030; GA AV ČR(CZ) IAA600380507
Klíčová slova: Cytokinins * grain yield * ipt gene
Kód oboru RIV: EF - Botanika
Impakt faktor: 4.001, rok: 2008

The manipulation of cytokinin levels by senescence-regulated expression of the Agrobacterium tumefaciens ipt gene through its control by the Arabidopsis SAG12 (senescence-associated gene 12) promoter is an efficient tool for the prolongation of leaf photosynthetic activity which potentially can affect plant productivity. In the present study, the efficiency of this approach was tested on wheat (Triticum aestivum L.)—a monocarpic plant characterized by a fast switch from vegetative to reproductive growth, and rapid translocation of metabolites from leaves to developing grains after anthesis. When compared with the wild-type (WT) control plants, the SAG12::ipt wheat plants exhibited delayed chlorophyll degradation only when grown under limited nitrogen (N) supply. Ten days after anthesis the content of chlorophyll and bioactive cytokinins of the first (flag) leaf of the transgenic plants was 32% and 65% higher, respectively, than that of the control. There was a progressive increase in nitrate influx and nitrate reductase activity. However, the SAG12::ipt and the WT plants did not show differences in yield-related parameters including number of grains and grain weight. These results suggest that the delay of leaf senescence in wheat also delays the translocation of metabolites from leaves to developing grains, as indicated by higher accumulation of (15N-labelled) N in spikes of control compared with transgenic plants prior to anthesis. This delay interferes with the wheat reproductive strategy that is based on a fast programmed translocation of metabolites from the senescing leaves to the reproductive sinks shortly after anthesis.

Manipulace s hladinami rostlinného hormonu typu cytokininu pomocí exprese genu zodpovídajícího za jeho biosyntézu z Agrobacterium tumefaciens pod kontrolou senescenčně-indukovaného promotoru SAG12 představuje účinný nástroj pro prodloužení fotosyntetické aktivity, která může ovlivnit produktivitu rostlin. V této práci byl použit tento systém pro oddálení stárnutí listů pšenice (Triticul aestivum L). Ke zpomalení senescence listů a zvýšení obsahu cytokininů u transgenních rostlin docházelo pouze při jejich omezeném zásobení minerálním dusíkem. Za těchto podmínek byl zvýšen též příjem dusíku a aktivita nitrátreduktázy, nebyl však zvýšen výnos obilek v důsledku blokování dusíkatých látek v listech.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0168787