近日，中國農業(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 )新團隊發(fā)現影響植物葉型發(fā)育的分子調控機制，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。相關(guān)研究成果于3月6日在線(xiàn)發(fā)表于國際*遺傳學(xué)雜志《公共科學(xué)圖書(shū)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)、結構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(kāi)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(guò)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(kāi)展合作研究，發(fā)現過(guò)表達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(zhù)增強。統計分析發(fā)現過(guò)表達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(zhù)增強，表明葉型控制基因STF在提高禾本科作物生物產(chǎn)量方面的巨大應用潛力。進(jìn)一步研究發(fā)現STF基因通過(guò)直接抑制植物細胞分裂素氧化酶家族基因表達，導致植物體內植物*細胞分裂素的動(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)育的分子調控機制，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。