【科研新进展】(43)水稻叶形态发育调控机制研究取得新进展

来源:生命学院 | 作者:刘林强 | 发布日期:2017-10-24 | 阅读次数:

  近日,植物科学领域国际著名期刊Plant Journal (IF=5.901)在线发表了我校生命科学学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室植物逆境细胞分子生物学团队的论文“CLD1/SRL1 modulates leaf rolling by affecting cell wall formation, epidermis integrity and water homeostasis in rice”。李文强副教授为论文第一作者,张敏娟助理研究员为论文并列第一作者,陈坤明教授为论文通讯作者。

  在水稻育种实践中,适度的卷叶表型是理想株型的一个重要指标,对水稻超高产育种具有重要利用价值,因而受到国内外学者的广泛关注。先前已报道水稻SRL1基因通过调控泡状细胞形成进而调控水稻卷叶,然而其调控机制仍未阐明。本研究发现了一个全新的水稻卷叶突变体cld1,其产生多个表型缺陷。研究表明cld1突变是CLD1/SRL1基因的一个表观遗传位点,其功能缺失是由于DNA甲基化导致的CLD1/SRL1表观遗传失活所引起。

  LD1/SRL1编码一个GPI锚定的膜蛋白,其不仅调控叶卷曲,还调控水稻生长和发育的其他方面。在cld1突变体叶片中次生细胞壁组分纤维素和木质素含量均明显降低,表明CLD1/SRL1功能缺失影响细胞壁形成。更重要的是CLD1/SRL1缺失导致叶表皮严重缺陷,如表皮泡状化等。叶表皮发育缺陷所导致的植株保水能力降低及叶片严重缺水是导致cld1卷叶的根本原因。由于水分散失加快以及含水量较低,cld1植株的耐旱性也严重降低。此外,CLD1/SRL1功能缺失导致与细胞壁形成、表皮发育及水分胁迫相关基因和蛋白的表达异常。这些结果表明CLD1/SRL1基因调控水稻叶卷曲的功能机制涉及到维持细胞壁形成、叶表皮完整性和水分动态平衡等方面。

  该研究得到国家自然科学基金、陕西省自然科学基金和中央高校基本科研业务费等项目资助。

  原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13728/full


编辑:张晴     终审:薛建鹏