近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物高光效功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)影響植物葉型發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)制，為作物高光效遺傳改良和育種實(shí)踐提供了重要的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于3月6日在線發(fā)表于國際著名遺傳學(xué)雜志《公共科學(xué)圖書館遺傳學(xué)(PLoS Genetics)》上。
葉片是植物進(jìn)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(jìn)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(xué)、塞繆爾•諾貝基金會(huì)和中科院等單位開展合作研究，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)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(qiáng)。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)過表達(dá)STF柳枝稷的生物產(chǎn)量增加近一倍，同時(shí)刈割后柳枝稷材料再生能力顯著增強(qiáng)，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(yīng)用潛力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)STF基因通過直接抑制植物細(xì)胞分裂素氧化酶家族基因表達(dá)，導(dǎo)致植物體內(nèi)植物激素細(xì)胞分裂素的動(dòng)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(jī)制，為作物高光效遺傳改良和育種實(shí)踐提供了重要的理論基礎(chǔ)。
該論文以中國農(nóng)科院生物所為第一完成單位，文章的通訊作者分別是生物所林浩研究員和美國俄克拉荷馬州立大學(xué)米利翁•塔德格（Million Tadege）教授，共同第一作者為林浩課題組博士后王慧、生物所牛麗芳研究員以及中國科學(xué)院青島能源所付春祥研究員。該研究得到科技部、國家自然科學(xué)基金委和中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程的資助。（通訊員 崔艷）
文章鏈接：http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1006649
