Reismutanten, die unter schwerem Trockenstress ausgewählt wurden, zeigen eine reduzierte stomatale Dichte und eine verbesserte Wasserverwendungseffizienz unter eingeschränkten Wasserbedingungen

Einführung Reis gehört zu den wenigsten wassergebrauchseffizienten Pflanzen, und Reispflanzen nutzen den größten Teil ihrer Wasseraufnahme für die transpirative Kühlung über Stomata. Um die Wasser Verwendungseffizienz (WUE) bei Reis zu verbessern, könnte eine Verringerung der stomatalen Dichte und Größe helfen, Transpiration und Photosynthese zu optimieren. Methodik In dieser Studie verglichen wir zwei Serien von Mutanten mit lila Reis-Stomata: den Stomatal Model Mutant (SMM), der durch mikroskopische Beobachtung von Stomata des Fahnenblatts identifiziert wurde, und den Drought-selected Model Mutant (DMM), der durch Screening unter schwerem Wasserstress erzeugt wurde. Nach zwei Runden schweren Wasserstresses zwischen -60 und -80 Y m, kurz vor der R 1–2 reproduktiven Phase, wurden drei DMMs basierend auf ihrer schnellen Erholungsrate und dem Prozentsatz gefüllter Körner ausgewählt. Ergebnis Die drei DMMs wiesen 618–697 stomatale Einheiten pro mm2 auf, ähnlich wie der SMMs Mutant mit geringer Dichte an Stomata (JHN 8756 (LD)). Darüber hinaus wurden die vier SMMs, drei DMMs und der Jao Hom Nin Wildtyp (JHN WT) mit zwei eingeschränkten Wasserbedingungen von der Keimung bis zur Ernte behandelt. Die Gesamtheit der Bewässerung und Niederschlag während des Experiments betrug 78,1 L/Pflanze (69,1 mm/Pflanze) für die weniger eingeschränkten Wasserbedingungen (LR) und 47,5 L/Pflanze (42 mm/Pflanze) für die mehr eingeschränkten Wasserbedingungen (MR). Die Behandlungen mit Wasserbedingungen hatten keine Auswirkungen auf die stomatale Dichte und den stomatalen Index. Im Gegensatz dazu beeinflussten Genotypen und eingeschränkte Wasserbedingungsschemata die Pflanzenhöhe, die Tillermenge/Pflanze, Prozentsatz gefüllter Körner und das Schieß-Trockengewicht (SDW). Die drei DMMs und der JHN 8756 (LD), der SMM Mutant mit geringer Dichte an Stomata, wiesen eine größere Resilienz gegenüber mehr eingeschränkten Wasserbedingungen auf als die SMMs und der JHN Wildtyp. Besonders die DMMs waren tolerant gegenüber Behandlungen mit mehr eingeschränkten Wasserbedingungen und zeigten keine SDW-Nachteile. Insgesamt wiesen die DMMs und der JHN 8756 (LD) unter diesen Bedingungen mit mehr eingeschränkten Wasserbedingungen eine höhere WUE auf. Fazit Ein rigoroser Screening-Prozess, um tolerante Mutanten mit einer schnellen Erholungsrate von schwerem Wasserstress zu unterscheiden, könnte den Weg zur Isolierung weiterer Mutanten mit besserer stomatale Funktionalität und Resilienz im Hinblick auf bevorstehende Klimaveränderungen ebnen.