生物所发现调控植物叶型发育分子机制

 近日，中国农业科学院生物技术研究所作物高光效功能基因组创新团队发现影响植物叶型发育的分子调控机制，为作物高光效遗传改良和育种实践提供了重要的理论基础。相关研究成果于3月6日在线发表于国际遗传学杂志《公共科学图书馆遗传学(PLoS Genetics)》上。

叶片是植物进行光合作用的主要器官，叶片的形态、结构等叶型性状直接决定植物的光合作用效率进而影响其生物产量，因此开展叶型性状遗传改良是培育高光效作物新品种的有效途径。

生物所通过与美国俄克拉荷马州立大学、塞缪尔?诺贝基金会和中科院等单位开展合作研究，发现过表达WOX家族基因STF能够引起水稻、二穗短柄草和柳枝稷等禾本科植物的叶片变宽、加厚，茎秆粗壮，光合效率明显提高，抗倒伏能力显著增强。统计分析发现过表达STF柳枝稷的生物产量增加近一倍，同时刈割后柳枝稷材料再生能力显著增强，表明叶型控制基因STF在提高禾本科作物生物产量方面的巨大应用潜力。进一步研究发现STF基因通过直接抑制植物细胞分裂素氧化酶家族基因表达，导致植物体内植物激素细胞分裂素的动态平衡发生改变。上述研究工作初步揭示了WOX家族基因STF影响植物叶型发育的分子调控机制，为作物高光效遗传改良和育种实践提供了重要的理论基础。