近日，華中農業大學園藝植物生物學教育部重點實驗室匡漢暉教授課題組在“Journal of Experimental Botany”雜志上發表題為“The upregulated LsKN1 gene promotes cytokinin and suppresses gibberellin biosynthesis to generate wavy leaves in lettuce” 的研究論文。該論文闡明了LsKN1基因調控生菜葉卷曲性狀的遺傳和分子機理。   　　生菜是世界上最受歡迎的蔬菜之一。生菜常被用做色拉、火鍋配菜等，葉片形態直接關系到其感官品質。通過一個葉卷曲的生菜品種和一個葉平整的生菜品種雜交，構建了葉卷曲表型的遺傳分離群體（圖1）。遺傳定位發現該群體中的一個葉卷曲主效QTL是LsKN1基因。通過互補實驗和CRISPR/cas9敲除實驗驗證了該基因調控葉卷曲。LsKN1基因在不同遺傳背景下，可引起不同葉形變化。實驗室前期研究結果表明，該基因的上調表達還導致生菜結球（Yu et al., 2020） 和掌狀缺刻（Wang et al., 2022）。LsKN1基因通過不同的分子信號途徑調控不同的性狀，并在不同的遺傳背景下出現不同的表型。本研究發現LsKN1影響細胞分裂素（CK）和赤霉素（GA）的合成和降解途徑的關鍵基因，提高了生菜葉片中CK含量并降低了GA含量，導致細胞面積變大、細胞數量增多、次級葉脈變細密，葉脈細胞和葉肉細胞發育紊亂，最終導致卷曲葉片的形成（圖2）。   　　卷葉品種中LsKN1基因的上調表達是由第一個外顯子上一個CACTA轉座子的插入導致的。在本研究的遺傳轉化過程中，偶然獲得了3株CACTA轉座子發生轉座的突變體，這3個突變體的表型由卷葉恢復為平葉，再次證明了LsKN1基因中CACTA轉座子的插入是卷曲葉片形成的致變因子（圖3）。該研究內容進一步豐富了葉發育理論，并為生菜遺傳育種提供理論支持。   　　本研究由華中農業大學園藝植物生物學教育部重點實驗室萵苣研究團隊完成，博士研究生賈越為第一作者，匡漢暉教授和余長春副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金的資助。   　　原文鏈接：https://doi.org/10.1093/jxb/erac311