1月25日,華南農業大學生命科學學院、亞熱帶農業生物資源保護與利用國家重點實驗室的王海洋教授團隊在植物學權威期刊《Plant Biotechnology Journal》(即時影響因子12.05,生物學一區)在線發表了題為 “Leaf Angle: A Target of Genetic Improvement in Cereal Crops Tailored for High-density Planting” 的研究綜述(論文鏈接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35075761/)。本文全面論述了目前關于葉夾角形成的細胞學與分子機制的最新研究進展,為作物葉夾角研究領域提供重要的理論指導,并為培育耐密理想株型作物新品種提供有效策略。博士后曹瑩瑩和博士研究生鐘卓君為本文第一作者,通訊作者為華南農業大學沈榮鑫副教授和王海洋教授。
隨著世界人口的迅速增長和可耕地面積的減少,如何在有限的耕地上增加農作物產量是科學家們亟需解決的問題。玉米是世界性重要的糧食、飼料和生物能源。近幾十年來,以增加種植密度、提高群體光合效率為目標的理想株型育種是提升玉米產量的重要途徑之一。因此,挖掘葉夾角相關調控基因及其功能解析對耐密高產玉米的分子設計育種具有重要的理論指導意義。
該研究綜述以玉米與水稻兩個谷類作物為對象,首先根據細胞學特征將葉夾角形成過程劃分為三個連續的發育階段,即葉片-葉鞘邊界(Blade Sheath Boundary,BSB)確立階段;原葉枕帶(Pre-ligule Band,PLB)形成階段;葉舌和葉耳形成階段。結合前人研究進展與本團隊最新的研究成果,描繪出了這三個發育階段的分子調控網絡;在此基礎上,作者進一步指出未來作物葉夾角領域可能的研究方向,并提出如何通過改良作物葉夾角培育耐密高產株型作物新品種的育種策略。
該研究得到國家自然科學基金和廣東省自然科學基金的資助。