中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所揭示水稻葉形調(diào)控的新機制

　　近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所作物功能基因組研究創(chuàng)新團隊揭示了 URL1 基因通過形成轉錄抑制復合物，調(diào)控水稻葉片的卷曲的新機制。1月13日，相關研究論文在《植物生理（Plant Physiology）》雜志上在線發(fā)表。

 

　　據(jù)李學勇介紹，葉片作為水稻光合作用的主要場所，其形態(tài)改良是水稻株型育種的重要目標之一。葉片適度卷曲有利于塑造緊湊株型、改善群體結構、提高光合效率和產(chǎn)量。目前雖已在水稻中克隆獲得多個控制葉片卷曲的基因，但是各個基因在遺傳和生化水平的關系仍然未知，有待于克隆更多基因，構建和完善水稻葉片卷曲分子調(diào)控網(wǎng)絡。另外，已克隆的多數(shù)卷葉基因突變后伴隨矮化、育性降低等不利產(chǎn)量性狀，因此沒能在育種中得以有效利用。

 

　　本研究通過誘變粳稻品種日本晴，獲得了一份半顯性內(nèi)卷葉突變體 Url1 ，其葉片上表皮泡狀細胞數(shù)目和面積減少，導致葉片內(nèi)卷，因而該突變體株型直立，但株高、穗型、育性及籽粒大小均未受到不利影響，適宜在高密度條件下種植。研究人員分離獲得了 URL1 基因，進一步生化分析表明，URL1參與形成轉錄抑制復合物，直接結合到泡狀細胞發(fā)育正調(diào)控因子 ACL1 基因啟動子上并抑制其表達，從而導致葉片卷曲。這些結果表明 URL1 在水稻葉形調(diào)控中具有重要作用。該項研究有助于構建和完善水稻葉片卷曲分子調(diào)控網(wǎng)絡，對水稻株型育種具有重要的理論和指導意義。

 

　　作科所助理研究員房靜靜和已畢業(yè)博士生虢婷婷為該論文的共同第一作者，李學勇研究員為通訊作者。該研究得到了國家轉基因重大專項，國家自然科學基金和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。

 

　　文章鏈接：https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiaa121/6094639