Das vielversprechende B-Typ-Response-Regulator-Gen hst1 bietet multiple Toleranz gegenüber hohen Temperaturen und Trockenstress bei Reis

Hohe Temperaturen, Trockenheit und Salzstress hemmen das Pflanzenwachstum und die Produktion erheblich aufgrund der Auswirkungen des Klimawandels. Die Gene ARR1, ARR10 und ARR12 von Arabidopsis wurden als negative Regulatoren für Salz- und Trockenstress identifiziert. Allerdings bleibt die Toleranzkapazität des hst1-Gens, das ortholog zu den ARR1-, ARR10- und ARR12-Genen ist, gegenüber Trockenheit sowie multiplen hohen Temperaturen und Trockenstress unbekannt. In den Keimlings- und Fortpflanzungsphasen untersuchten wir die Toleranzkapazität des YNU31-2-4 (YNU) Genotyps, der das hst1-Gen trägt, sowie seines nächstgelegenen genomischen Verwandten Sister Line (SL), der ein 99 % identisches Genom ohne das hst1-Gen aufweist. In der Keimlingsphase zeigte YNU ein besseres Wachstum, Fotosynthese, antioxidative Enzymaktivität und eine verringerte ROS-Akkumulation unter multiplen HT+DS-Bedingungen. Der YNU Genotyp zeigte auch ein verbessertes Ertragspotenzial und eine verbesserte Kornqualität aufgrund höherer antioxidativer Enzymaktivität und geringerer ROS-Generierung während der Fortpflanzungsphase unter multiplen HT+DS-Einstellungen. Darüber hinaus entdeckten wir zum ersten Mal, dass das B-Typ-Response-Regulator-Gen hst1 die ROS-Generierung und die Aktivitäten antioxidativer Enzyme steuert, indem es vorgelagerte und nachgelagerte Gene reguliert, um Ertragsverluste unter mehrfachen hohen Temperaturen und Trockenstress zu überwinden. Diese Erkenntnis wird uns helfen, die Mechanismen der Toleranz gegenüber hohen Temperaturen und Trockenstress bei Reis besser zu verstehen, sowie die Evolution toleranter Pflanzen zu verstehen, die erhöhten Salzgehalt überstehen können, um die Ernährungssicherheit während des Klimawandels zu gewährleisten.