葉夾角是影響水稻株型的重要農藝性狀之一。合理調控葉夾角有利于葉片充分利用光能，通過密植實現(xiàn)優(yōu)質、高產。葉枕是連接葉片和葉鞘的特殊結構，決定葉夾角大小的形成。已有研究表明，植物激素油菜素內酯（Brassinosteroid，BR）作為重要調控因子，通過參與葉枕發(fā)育中細胞增殖、細胞伸長、細胞壁木質素沉積等進程決定葉夾角的大小。

水稻OsFLP與OsBZR1和OsGSK1協(xié)同調控葉枕木質素沉積調控葉夾角大小的模式圖

擬南芥FOUR LIPS（AtFLP）是最早發(fā)現(xiàn)參與擬南芥氣孔發(fā)育調控的R2R3-MYB類轉錄因子。國家植物園（南園）樂捷研究組在前期工作中，獲得了一個AtFLP水稻同源基因OsFLP的突變體Osflp-1。Osflp-1植株除氣孔發(fā)育異常和對鹽堿、干旱脅迫敏感外，還具有葉夾角增大、株型披散、旗葉下垂的表型。

科研人員最新研究發(fā)現(xiàn)，OsFLP在發(fā)育的葉枕中具有特異、動態(tài)表達，與葉枕維管束和厚壁細胞中木質素沉積時空模式一致。研究人員通過組學分析發(fā)現(xiàn)，OsFLP與BR信號途徑存在密切關聯(lián)，OsFLP可作為OsBZR1的直接靶基因，通過促進苯丙氨酸解氨酶家族基因OsPAL4和OsPAL6的轉錄，參與葉枕厚壁細胞木質素沉積。同時，研究人員還驗證了在Osflp-1突變體中的R3保守區(qū)域，丙氨酸被蘇氨酸取代后，會導致OsFLP的DNA結合能力和轉錄活性降低，OsFLP可以直接調控OsBZR1上游OsGSK1轉錄水平，進而影響OsBZR1磷酸化狀態(tài)和活性。

研究結果進一步揭示BR參與調控水稻葉夾角形成的分子機制，提出了OsFLP通過與OsBZR1和OsGSK1協(xié)同精細調控葉枕機械組織中木質素沉積，形成合理葉夾角的反饋調控途徑，為設計“理想株型”，完成優(yōu)質、高產的水稻品種改良目標提供了新思路。

該研究成果于近日在線發(fā)表于國際學術期刊The Plant Cell。國家植物園（南園）已畢業(yè)博士研究生劉慧超為該文第一作者，樂捷研究員為通訊作者。相關工作得到中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項和國家自然科學基金的資助。

植物表皮發(fā)育與調控研究組

組長：樂捷研究員

郵箱：lejie@ibcas.ac.cn

主要研究方向：

植物表皮發(fā)育和調控途徑；植物細胞形態(tài)建成；細胞骨架與重力感應；作物表皮發(fā)育和逆境。

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻