Plant, Cell & Environment-课题组与合作者发表“叶枕发育与环境响应”的综述论文

作物的改良可通过优化株型性状，增加冠层光合作用等策略以实现增产。谷类作物的个体株型决定着群体的最优种植密度，而环境条件的改变显著影响个体株型及群体密度，使植株充分利用环境资源而获得理想的产量表现。叶倾角是水稻、玉米等作物株型的重要性状之一，水稻叶倾角取决于叶片和叶鞘连接处的叶枕的形态结构，具有直立叶片的水稻更利于高密度种植，提高单位面积的产量。

近日，课题组与中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室张光恒研究员合作在Plant, Cell & Environment发表了题为“Leaf direction: lamina joint development and environmental responses”的综述论文，阐述了叶枕发育的分子调控网络及其响应环境条件变化的潜在机制。

叶枕薄壁细胞和厚壁细胞的分裂和扩张、细胞壁增厚、细胞程序性死亡都会影响叶枕的发育和叶倾角。叶枕近-远轴面的发育不平衡直接导致叶倾角改变，该发育过程主要受油菜素甾醇合成与信号、生长素合成与信号、激素间协同互作、转录因子以及microRNA等的调控。此外，土壤中营养元素、地理纬度、温度、光照强度以及水分等环境条件也影响叶倾角及株型。部分胁迫响应基因受植物激素调控，在激素响应基因被环境胁迫诱导下，协同调控叶倾角和株型。文中详细讨论了不同基因对叶枕结构的调控，尤其对近-远轴面细胞形态的影响，通过聚焦基因、蛋白及外界环境条件对水稻叶倾角的交叉调控，构建了水稻叶倾角的分子调控网络。

株型改良是超高产水稻理想株型育种的一个重要途径。叶片直立有助于提高水稻种植密度、改善水稻群体的受光姿态和光合产物积累，最终影响谷粒产量。深入分析叶倾角调控基因间的互作关系，从细胞学角度解析水稻叶倾角形态建成的遗传调控网络，及其对环境条件变化的响应机制，将为水稻叶型调控有利基因规模化挖掘与利用，实现超级稻理想株型的模块化分子设计育种奠定理论基础。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.14065