Published February 6, 2019
| Version v1
Publication
Open
Field-grown transgenic wheat expressing the sunflower gene<i>HaHB4</i>significantly outyields the wild type
Creators
- 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 2. National Agricultural Technology Institute
- 3. National University of Northwestern Buenos Aires
- 4. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral
- 5. National University of the Littoral
- 6. Indear (Argentina)
- 7. University of Buenos Aires
Description
HaHB4 is a sunflower transcription factor belonging to the homeodomain-leucine zipper I family whose ectopic expression in Arabidopsis triggers drought tolerance. The use of PCR to clone the HaHB4 coding sequence for wheat transformation caused unprogrammed mutations producing subtle differences in its activation ability in yeast. Transgenic wheat plants carrying a mutated version of HaHB4 were tested in 37 field experiments. A selected transgenic line yielded 6% more (P<0.001) and had 9.4% larger water use efficiency (P<0.02) than its control across the evaluated environments. Differences in grain yield between cultivars were explained by the 8% improvement in grain number per square meter (P<0.0001), and were more pronounced in stress (16% benefit) than in non-stress conditions (3% benefit), reaching a maximum of 97% in one of the driest environments. Increased grain number per square meter of transgenic plants was accompanied by positive trends in spikelet numbers per spike, tillers per plant, and fertile florets per plant. The gene transcripts associated with abiotic stress showed that HaHB4's action was not dependent on the response triggered either by RD19 or by DREB1a, traditional candidates related to water deficit responses. HaHB4 enabled wheat to show some of the benefits of a species highly adapted to water scarcity, especially in marginal regions characterized by frequent droughts.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
HaHB4 هو عامل نسخ من عباد الشمس ينتمي إلى عائلة السوستة ذات النطاق المتجانس I التي يؤدي تعبيرها المنتبذ في Arabidopsis إلى تحمل الجفاف. تسبب استخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل لاستنساخ تسلسل ترميز HaHB4 لتحويل القمح في حدوث طفرات غير مبرمجة تنتج اختلافات طفيفة في قدرتها على التنشيط في الخميرة. تم اختبار نباتات القمح المعدلة وراثيًا التي تحمل نسخة متحورة من HAHB4 في 37 تجربة ميدانية. أنتج الخط المعدل وراثيًا المختار 6 ٪ أكثر (P<0.001) وكان له كفاءة استخدام مياه أكبر بنسبة 9.4 ٪ (P<0.02) من سيطرته عبر البيئات التي تم تقييمها. تم تفسير الاختلافات في غلة الحبوب بين الأصناف من خلال التحسن بنسبة 8 ٪ في عدد الحبوب لكل متر مربع (P<0.0001)، وكانت أكثر وضوحًا في الإجهاد (فائدة 16 ٪) مما كانت عليه في الظروف غير المجهدة (فائدة 3 ٪)، حيث وصلت إلى 97 ٪ كحد أقصى في واحدة من البيئات الأكثر جفافًا. رافق زيادة عدد الحبوب لكل متر مربع من النباتات المعدلة وراثيًا اتجاهات إيجابية في أعداد السنيبلات لكل ارتفاع، والحرث لكل نبات، والزهور الخصبة لكل نبات. أظهرت نصوص الجينات المرتبطة بالإجهاد اللاأحيائي أن عمل HAHB4 لم يكن يعتمد على الاستجابة التي أثارها RD19 أو DREB1a، المرشحون التقليديون المرتبطون باستجابات نقص المياه. مكّن HAHB4 القمح من إظهار بعض فوائد الأنواع شديدة التكيف مع ندرة المياه، خاصة في المناطق الهامشية التي تتميز بالجفاف المتكرر.Translated Description (French)
HaHB4 est un facteur de transcription du tournesol appartenant à la famille des fermetures éclair homéodomaine-leucine I dont l'expression ectopique chez Arabidopsis déclenche la tolérance à la sécheresse. L'utilisation de la PCR pour cloner la séquence codante HaHB4 pour la transformation du blé a provoqué des mutations non programmées produisant des différences subtiles dans sa capacité d'activation chez la levure. Des plants de blé transgéniques porteurs d'une version mutée de HaHB4 ont été testés dans 37 expériences sur le terrain. Une lignée transgénique sélectionnée a donné 6% de plus (P<0,001) et avait une efficacité d'utilisation de l'eau supérieure de 9,4% (P<0,02) à celle de son contrôle dans les environnements évalués. Les différences de rendement en grains entre cultivars s'expliquent par l'amélioration de 8% du nombre de grains par mètre carré (P<0,0001), et sont plus prononcées en stress (bénéfice de 16%) qu'en conditions non stressantes (bénéfice de 3%), atteignant un maximum de 97% dans l'un des environnements les plus secs. L'augmentation du nombre de grains par mètre carré de plantes transgéniques s'est accompagnée de tendances positives dans le nombre de pointes par pointe, de cultivateurs par plante et de fleurons fertiles par plante. Les transcrits de gènes associés au stress abiotique ont montré que l'action de HaHB4 ne dépendait pas de la réponse déclenchée ni par RD19 ni par DREB1a, des candidats traditionnels liés aux réponses au déficit hydrique. HaHB4 a permis au blé de montrer certains des avantages d'une espèce très adaptée à la pénurie d'eau, en particulier dans les régions marginales caractérisées par des sécheresses fréquentes.Translated Description (Spanish)
HaHB4 es un factor de transcripción de girasol perteneciente a la familia homeodominio-cremallera de leucina I cuya expresión ectópica en Arabidopsis desencadena tolerancia a la sequía. El uso de PCR para clonar la secuencia codificante de HaHB4 para la transformación del trigo causó mutaciones no programadas que produjeron diferencias sutiles en su capacidad de activación en la levadura. Las plantas de trigo transgénicas que portan una versión mutada de HaHB4 se probaron en 37 experimentos de campo. Una línea transgénica seleccionada rindió un 6% más (P<0.001) y tuvo una eficiencia de uso de agua un 9.4% mayor (P<0.02) que su control en los entornos evaluados. Las diferencias en el rendimiento de grano entre cultivares se explicaron por la mejora del 8% en el número de grano por metro cuadrado (P<0,0001), y fueron más pronunciadas en condiciones de estrés (16% de beneficio) que en condiciones sin estrés (3% de beneficio), alcanzando un máximo del 97% en uno de los ambientes más secos. El aumento del número de granos por metro cuadrado de plantas transgénicas estuvo acompañado por tendencias positivas en el número de espiguillas por espiga, retoños por planta y floretes fértiles por planta. Los transcritos de genes asociados con el estrés abiótico mostraron que la acción de HaHB4 no dependía de la respuesta desencadenada por RD19 o por DREB1a, candidatos tradicionales relacionados con las respuestas al déficit hídrico. HaHB4 permitió al trigo mostrar algunos de los beneficios de una especie altamente adaptada a la escasez de agua, especialmente en regiones marginales caracterizadas por frecuentes sequías.Files
erz037.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- القمح المعدل وراثيا المزروع في الحقول والذي يعبر عن جين<i></i> عباد الشمس HaHB4 يتفوق بشكل كبير على النوع البري
- Translated title (French)
- Le blé transgénique cultivé dans les champs exprimant le gène du<i>tournesol HaHB4</i>dépasse de manière significative le type sauvage
- Translated title (Spanish)
- El trigo transgénico cultivado en el campo que expresa el gen<i>del</i> girasol HaHB4 supera significativamente al tipo silvestre
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2914004853
- DOI
- 10.1093/jxb/erz037
References
- https://openalex.org/W1561908295
- https://openalex.org/W1930341263
- https://openalex.org/W1978289851
- https://openalex.org/W1981179689
- https://openalex.org/W1985172243
- https://openalex.org/W1986037157
- https://openalex.org/W1987030629
- https://openalex.org/W1988617040
- https://openalex.org/W1988656066
- https://openalex.org/W1998882555
- https://openalex.org/W2008961275
- https://openalex.org/W2010687487
- https://openalex.org/W2013103422
- https://openalex.org/W2017531330
- https://openalex.org/W2028008203
- https://openalex.org/W2040417533
- https://openalex.org/W2042019387
- https://openalex.org/W2044135479
- https://openalex.org/W2061039989
- https://openalex.org/W2066327751
- https://openalex.org/W2067877300
- https://openalex.org/W2082554284
- https://openalex.org/W2082903714
- https://openalex.org/W2085175855
- https://openalex.org/W2094119933
- https://openalex.org/W2094174444
- https://openalex.org/W2103059948
- https://openalex.org/W2107187695
- https://openalex.org/W2109062944
- https://openalex.org/W2118476033
- https://openalex.org/W2122271185
- https://openalex.org/W2126587477
- https://openalex.org/W2127983910
- https://openalex.org/W2141730295
- https://openalex.org/W2145596974
- https://openalex.org/W2148681645
- https://openalex.org/W2157104874
- https://openalex.org/W2159449134
- https://openalex.org/W2165769205
- https://openalex.org/W2166679830
- https://openalex.org/W2168925984
- https://openalex.org/W2170512020
- https://openalex.org/W2171234863
- https://openalex.org/W2171979944
- https://openalex.org/W2240075977
- https://openalex.org/W2299148698
- https://openalex.org/W2538782723
- https://openalex.org/W2597558600
- https://openalex.org/W2734464649
- https://openalex.org/W2768219297
- https://openalex.org/W2886636117
- https://openalex.org/W2908857851
- https://openalex.org/W3184175624
- https://openalex.org/W4249735284
- https://openalex.org/W581144908
- https://openalex.org/W90532991