Engineering nitrogen use efficiency with alanine aminotransferase

摘要

Nitrogen (N) is the most important factor limiting crop productivity worldwide. The ability of plants to acquire N from applied fertilizers is one of the critical steps limiting the efficient use of nitrogen. To improve N use efficiency, genetically modified plants that overexpress alanine aminotransferase (AlaAT) were engineered by introducing a barley AlaAT cDNA driven by a canola root specific promoter (btg26). Compared with wild-type canola, transgenic plants had increased biomass and seed yield both in the laboratory and field under low N conditions, whereas no differences were observed under high N.The transgenics also had increased nitrate influx. These changes resulted in a 40% decrease in the amount of applied nitrogen fertilizer required under field conditions to achieve yields equivalent to wild-type plants.L'azote est le plus important facteur limitant la productivité des cultures, au monde. La capacité des plantes à obtenir l'azote à partir des fertilisants appliqués, constitue une étape critique limitant l'efficacité de l'utilisation de l'azote. Afin d'améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'azote, les auteurs ont modifié génétiquement des plantes qui surexpriment l'aminotransférase de l'alanine (AlaAT), en introduisant un cADN de l'AlaAT de l'orge guidé par un promoteur du canola spécifique aux racines (btg26). Comparativement au canola de type sauvage, les plantes transgéniques montrent un rendement en biomasse et en graines, au laboratoire aussi bien qu'aux champs, sous de faible apport en azote, alors qu'on observe aucune différence en présence d'apports élevés en azote. Les plantes transgéniques augmentent également leur influx en nitrates. Ces changements conduisent à une diminution de 40 % l'application de fertilisant azoté nécessaire, pour obtenir des rendements équivalents à ceux du type sauvage.