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陈坤明教授科研团队在水稻叶形态发育调控机制研究取得新进展

        近日,植物科学领域国际著名期刊Plant Journal (IF=5.901)在线发表了我室植物逆境细胞分子生物学团队的论文“ CLD1 / SRL1  modulates leaf rolling by affecting cell wall formation, epidermis integrity and water homeostasis in rice”。植物逆境细胞分子生物学团队李文强副教授为论文第一作者,张敏娟助理研究员为论文并列第一作者,团队负责人陈坤明教授为论文通讯作者。

        在水稻育种实践中,适度的卷叶表型是理想株型的一个重要指标,对水稻超高产育种具有重要利用价值,因而受到国内外学者的广泛关注。先前已报道水稻 SRL1 基因通过调控泡状细胞形成进而调控水稻卷叶,然而其调控机制仍未阐明。本研究发现了一个全新的水稻卷叶突变体 cld1 ,其产生多个表型缺陷。研究表明 cld1 突变是 CLD1/SRL1 基因的一个表观遗传位点,其功能缺失是由于DNA甲基化导致的 CLD1/SRL1 表观遗传失活所引起。 CLD1/SRL1 编码一个GPI锚定的膜蛋白,其不仅调控叶卷曲,还调控水稻生长和发育的其他方面。在 cld1 突变体叶片中次生细胞壁组分纤维素和木质素含量均明显降低,表明 CLD1/SRL1 功能缺失影响细胞壁形成。更重要的是 CLD1/SRL1 缺失导致叶表皮严重缺陷,如表皮泡状化等。叶表皮发育缺陷所导致的植株保水能力降低及叶片严重缺水是导致 cld1 卷叶的根本原因。由于水分散失加快以及含水量较低, cld1 植株的耐旱性也严重降低。此外, CLD1/SRL1 功能缺失导致与细胞壁形成、表皮发育及水分胁迫相关基因和蛋白的表达异常。这些结果表明 CLD1/SRL1 基因调控水稻叶卷曲的功能机制涉及到维持细胞壁形成、叶表皮完整性和水分动态平衡等方面。

        该研究得到国家自然科学基金、陕西省自然科学基金和中央高校基本科研业务费等项目的资助。

        陈坤明教授团队主要从事作物抗逆分子机制研究,团队近5年来获得国家自然科学基金面上项目3项、青年基金2项及其他省部级项目多项,在国际著名期刊发表论文十余篇。

 

        原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13728/full