科学家揭示水稻叶型调控新机制

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  近日,中国农业科学院作物科学研究所作物功能基因组研究创新团队揭示了URL1基因通过形成转录抑制复合物,调控水稻叶片的卷曲的新机制。相关研究论文在线发表于《植物生理》(Plant Physiology)。

  该所研究员李学勇介绍,叶片作为水稻光合作用的主要场所,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。目前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水平的关系仍然未知,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,因此没能在育种中得以有效利用。

  该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。

  研究人员分离获得了URL1基因,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。

  这些结果表明URL1在水稻叶形调控中具有重要作用。该项研究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指导意义。

  该研究得到国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目资助。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1093/plphys/kiaa121/6094639

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