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叶片卷曲有妙用 科学家揭示水稻叶形调控新机制
来源:科技日报 发布时间:2021-02-25

叶片在植物的光合作用、蒸腾作用等过程中扮演着重要角色,那么叶子的卷曲度会影响其作用的发挥吗?

  记者2月上旬从中国农业科学院获悉,该院作物科学研究所(以下简称作科所)作物功能基因组研究创新团队的一项研究,揭示了水稻叶片卷曲的新机制。相关研究论文在线发表于《植物生理(Plant Physiology)》杂志。

  团队骨干、中国农业科学院作科所研究员李学勇先容,叶片作为水稻光合作用的主要器官,其形态改良是水稻株型育种的重要目标之一。叶片适度卷曲有利于塑造紧凑株型,改善群体结构,提高光合效率和产量。此前的研究虽已在水稻中克隆获得多个控制叶片卷曲的基因,但是各个基因在遗传和生化层面的关系仍然未知,有待于克隆更多基因,构建和完善水稻叶片卷曲分子调控网络。另外,已克隆的多数卷叶基因突变后伴随矮化、育性降低等不利产量性状,未能在育种中得到有效利用。

  本次研究通过诱变粳稻品种日本晴,获得了一份半显性内卷叶突变体Url1,其叶片上表皮泡状细胞数目和面积减少,导致叶片内卷,因而该突变体株型直立,但株高、穗型、育性及籽粒大小均未受到不利影响,适宜在高密度条件下种植。

  通过对URL1基因的进一步生化分析表明,URL1参与形成转录抑制复合物,直接结合到泡状细胞发育正调控因子ACL1基因启动子上,并抑制其表达,从而导致叶片卷曲。研究结果表明,URL1在水稻叶形调控中具有重要作用,有助于构建和完善水稻叶片卷曲分子调控网络,对水稻株型育种具有重要的理论和引导意义。


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