近日,记者从西南大学获悉,该校农学与生物科技学院何光华教授团队克隆出水稻叶片形态发育基因——宽叶1,并对其调控水稻叶片宽度的分子机制进行了深入解析,揭示了水稻叶宽发育的新通路,相关研究成果近日在线发表于植物学期刊《植物细胞》上。这一发现对水稻在分子遗传层面上的改良具有重要的指导意义。

水稻新品种培育的主要目标是提高产量。两次“绿色革命”和超级稻育种实践表明,作为水稻光合作用的主要器官,叶片的形态得到改良可以让水稻更加充分地利用生境下的光能和养分,从而生长得更加健壮。生长得更加健壮的水稻,可以更好地协调产量三要素(每亩穗数、每穗粒数和千粒重),进而让产量得到提高。改善水稻叶片的形态是实现我国水稻高产、稳产,解决粮食安全问题的有效途径。

何光华教授团队从突变体库中筛选出一个水稻宽叶突变体WL1,表现为全生育期叶片宽度极显著增加的表型。团队通过图位克隆的方法鉴定了宽叶1基因(又叫耐旱耐盐基因DST),能编码一个新型锌指转录因子。

该团队通过遗传学、细胞学与分子生物学等手段,发现并揭示了宽叶1蛋白WL1通过与分裂后期启动复合物APC/C的共激活子多蘖矮秆1蛋白TAD1互作,受蛋白酶体途径降解;同时与转录共抑制子OsTPRs结合,进一步招募组蛋白去乙酰化酶去抑制窄叶1基因NAL1的表达,从而调控叶片宽度发育。该研究为改善水稻叶型提供了新的思路。


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