基因可调控谷子叶片垂立

　　叶片是作物光合作用和有机物合成的主要器官，叶片形态建成与作物株型相关，可直接影响作物种植密度及产量。为提高密植状态下作物的光合作用及产量，作物育种过程中追求叶片直立（即叶片不下垂）而又紧凑（即叶片与茎的夹角小）。油菜素内酯是重要的植物生长发育调节激素，围绕油菜素内酯信号调控叶片与茎的夹角已有大量研究，但关于叶片直立与下垂的遗传基础尚缺乏认识，从而制约了禾谷类作物株型改良的效率和水平。

　　在中科院遗传与发育生物学研究所的新研究中，研究人员利用谷子严重披垂叶片的突变体，克隆了控制谷子叶片披垂的基因。研究发现，该基因编码了一个新的膜蛋白受体激酶，其编码蛋白可以与油菜素内酯的共受体通过胞内的激酶结构互作，竞争性地抑制油菜素内酯受体与共受体间的互作水平，从而以负反馈的方式抑制早期油菜素内酯信号的过度激活，因此，披垂叶基因起到了“刹车”基因的作用。

　　该过程可以促进叶片中脉的远轴厚壁细胞分裂和木质素的沉积，从而提高叶片的支撑力并促进叶片直立性。此外，研究人员通过玉米披垂叶基因回补谷子突变体试验，证实这种机制在禾本科作物中是保守和共享的。

　　该研究揭示了禾谷类作物叶片坚实度的遗传学基础及其调控机制，为作物株型改良提供了新的基因资源和研究思路。

　　（《中国科学报》8.20 高长安 王洪梅）