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2023 article

Altered cell wall hydroxycinnamate composition impacts leaf- and canopy-level CO2 uptake and water use in rice

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2Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us, ru. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Cell wall properties play a major role in determining photosynthetic carbon uptake and water use through their impact on mesophyll conductance (CO2 diffusion from substomatal cavities into photosynthetic mesophyll cells) and leaf hydraulic conductance (water movement from xylem, through leaf tissue, to stomata). Consequently, modification of cell wall (CW) properties might help improve photosynthesis and crop water use efficiency (WUE). We tested this using 2 independent transgenic rice (Oryza sativa) lines overexpressing the rice OsAT10 gene (encoding a "BAHD" CoA acyltransferase), which alters CW hydroxycinnamic acid content (more para-coumaric acid and less ferulic acid). Plants were grown under high and low water levels, and traits related to leaf anatomy, CW composition, gas exchange, hydraulics, plant biomass, and canopy-level water use were measured. Alteration of hydroxycinnamic acid content led to statistically significant decreases in mesophyll CW thickness (-14%) and increased mesophyll conductance (+120%) and photosynthesis (+22%). However, concomitant increases in stomatal conductance negated the increased photosynthesis, resulting in no change in intrinsic WUE (ratio of photosynthesis to stomatal conductance). Leaf hydraulic conductance was also unchanged; however, transgenic plants showed small but statistically significant increases in aboveground biomass (AGB) (+12.5%) and canopy-level WUE (+8.8%; ratio of AGB to water used) and performed better under low water levels than wild-type plants. Our results demonstrate that changes in CW composition, specifically hydroxycinnamic acid content, can increase mesophyll conductance and photosynthesis in C3 cereal crops such as rice. However, attempts to improve photosynthetic WUE will need to enhance mesophyll conductance and photosynthesis while maintaining or decreasing stomatal conductance.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Altered cell wall hydroxycinnamate composition impacts leaf- and canopy-level CO2 uptake and water use in rice
Date Crossref
28/07/2023
Éditeur
Oxford University Press (OUP)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Washington State University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Russian Academy of Sciences pays non établi dans la notice
    Organisme public
  • School of Biological Sciences pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • College of Agricultural. Human pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Laboratory of Anatomy and Morphology pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

Washington State University, Russian Academy of Sciences et School of Biological Sciences, avec 2 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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