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近日，中國農業科學院生物技術研究所作物高光效功能基因組創新團隊發現影響植物葉型發育的分子調控機制，為作物高光效遺傳改良和育種實踐提供了重要的理論基礎。相關研究成果于3月6日在線發表于國際著名遺傳學雜志《公共科學圖書館遺傳學(PLoS Genetics)》上。

葉片是植物進行光合作用的主要器官，葉片的形態、結構等葉型性狀直接決定植物的光合作用效率進而影響其生物產量，因此開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。

生物所通過與美國俄克拉荷馬州立大學、塞繆爾?諾貝基金會和中科院等單位開展合作研究，發現過表達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，抗倒伏能力顯著增強。統計分析發現過表達STF柳枝稷的生物產量增加近一倍，同時刈割后柳枝稷材料再生能力顯著增強，表明葉型控制基因STF在提高禾本科作物生物產量方面的巨大應用潛力。進一步研究發現STF基因通過直接抑制植物細胞分裂素氧化酶家族基因表達，導致植物體內植物激素細胞分裂素的動態平衡發生改變。上述研究工作初步揭示了WOX家族基因STF影響植物葉型發育的分子調控機制，為作物高光效遺傳改良和育種實踐提供了重要的理論基礎。