生物所發(fā)現(xiàn)調(diào)控植物葉型發(fā)育分子機制

 近日，中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所作物高光效功能基因組創(chuàng)新團隊發(fā)現(xiàn)影響植物葉型發(fā)育的分子調(diào)控機制，為作物高光效遺傳改良和育種實踐提供了重要的理論基礎。相關(guān)研究成果于3月6日在線發(fā)表于遺傳學雜志《公共科學圖書館遺傳學(PLoS Genetics)》上。

葉片是植物進行光合作用的主要器官，葉片的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等葉型性狀直接決定植物的光合作用效率進而影響其生物產(chǎn)量，因此開展葉型性狀遺傳改良是培育高光效作物新品種的有效途徑。

生物所通過與美國俄克拉荷馬州立大學、塞繆爾?諾貝基金會和中科院等單位開展合作研究，發(fā)現(xiàn)過表達WOX家族基因STF能夠引起水稻、二穗短柄草和柳枝稷等禾本科植物的葉片變寬、加厚，莖稈粗壯，光合效率明顯提高，抗倒伏能力顯著增強。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)過表達STF柳枝稷的生物產(chǎn)量增加近一倍，同時刈割后柳枝稷材料再生能力顯著增強，表明葉型控制基因STF在提高禾本科作物生物產(chǎn)量方面的巨大應用潛力。進一步研究發(fā)現(xiàn)STF基因通過直接抑制植物細胞分裂素氧化酶家族基因表達，導致植物體內(nèi)植物激素細胞分裂素的動態(tài)平衡發(fā)生改變。上述研究工作初步揭示了WOX家族基因STF影響植物葉型發(fā)育的分子調(diào)控機制，為作物高光效遺傳改良和育種實踐提供了重要的理論基礎。