The antisense expression of <em>AhPEPC1</em> increases seed oil production in peanuts (<em>Arachis hypogaea</em> L.)

Abstract

SUMMARY:Although phosphoenolpyruvate carboxylases (PEPCs) are reported to be involved in fatty acid accumulation, nitrogen assimilation, and salt and drought stresses, knowledge regarding PEPC gene functions is still limited, particularly in peanuts (Arachis hypogaea L.). In this study, the antisense expression of the peanut PEPC isoform 1 (AhPEPC1) gene increased the lipid content by 5.7%-10.3%. This indicated that AhPEPC1 might be related to plant lipid accumulation. The transgenic plants underwent more root elongation than the wild-type under salinity stress. Additionally, the specific down regulation of the AhPEPC1 gene improved the salt tolerance in peanuts. This is the first report on the role of PEPC in lipid accumulation and salt tolerance in peanuts. KEYWORDS: Antisense expression; Lipid content; Peanut; Phosphoenolpyruvate carboxylase; Salt toleranceRESUMEN: La expresión antisentido AhPEPC1 incrementa la producción de aceite de semillas de cacahuete (Arachis hypogaea L.). Aunque se ha demostrado que las carboxilasas fosfoenolpiruvato (PEPCs) están implicadas en la acumulación de ácidos grasos, en la asimilación de nitrógeno, y en el estrés salino e hídrico, el conocimiento respecto a las funciones del gen PEPC es todavía limitado, particularmente en cacahuete (Arachis hypogaea L.). En este estudio, la expresión antisentido de la isoforma (AhPEPC1) del gen PEPC 1 de cacahuete aumentó el contenido de lípidos en un 5,7%-10,3%. Esto indica que AhPEPC1 podría estar relacionado con la acumulación de lípidos de plantas. Las plantas transgénicas experimentaron una mayor elongación de las raíces que la de tipo silvestre bajo estrés por salinidad. Además, la específica baja regulación del gen AhPEPC1 mejoró la tolerancia a la sal en cacahuete. Este es el primer informe sobre el papel del gen PEPC en la acumulación de lípidos y la tolerancia a la sal en cacahuete.