東北地理所在大豆株型遺傳控制方面取得重要進展
理想株型是現代作物品種重要的代表性農藝性狀。在豆科作物中，葉柄夾角是衡量葉片空間伸展姿態的主要指標，葉柄夾角影響冠層結構、群體的受光面積并最終影響光合作用和產量，是豆科植物重要農藝性狀之一，但調控葉柄夾角的分子機制尚不明確。中科院東北地理與農業生態研究所大豆分子設計育種重點實驗室研究人員同中國農科院和“大豆分子設計育種”創新國際團隊的國外專家一起，鑒定并分離了控制大豆葉枕發育和調控葉柄夾角的GmILPA1基因，這一發現對于利用分子設計調控大豆葉柄夾角培育理想大豆株型具有重要的理論指導價值。
該項研究通過分析大豆葉柄夾角增大的Gmilpa1突變體，鑒定并分離了控制大豆葉柄夾角的GmILPA1基因，該基因編碼APC8-like蛋白，可以與GmAPC13a直接相互作用，通過APC復合體行駛功能。研究發現伽馬射線誘變導致GmILPA1基因第4外顯子及側翼序列缺失，突變體葉枕發育異常、葉柄夾角增大（圖1）；GmILPA1基因主要在葉原基基部細胞表達，通過促進細胞增殖及分化控制葉枕的形態建成。本研究不僅首次揭示了GmILPA1調控大豆葉柄夾角的遺傳機制，而且證明在不同大豆品種中，GmILPA1基因表達水平與葉柄夾角呈顯著負相關，對于通過優化葉柄夾角改良大豆株型提高大豆產量具有重要意義。
圖1.GmILPA1基因突變導致大豆葉枕發育異常，導致葉片夾角增大
A菏豆12野生型大豆葉枕;BGmipla1突變體葉枕;
CGmILPA1基因表達水平與葉柄夾角呈顯著負相關。
本研究成果于2017年3月23日在植物學國際知名雜志Plant Physiology上在線發表，東北地理究所高金珊博士為論文第一作者，馮獻忠、楊素欣研究員和馬漸新教授為論文通訊作者。本研究得到國家重點研發計劃和創新國際團隊等項目的資助。
論文信息：Jinshan Gao, Suxin Yang, Wen Cheng, Yongfu Fu, Jiantian Leng, Xiaohui Yuan, Ning Jiang, Jianxin Ma, Xianzhong Feng (2017) GmILPA1, Encoding an APC8-like Protein, Controls Leaf Petiole Angle in Soybean.Plant Physiology: DOI 10.1104/pp.16.00074.
論文鏈接：http://www.plantphysiol.org/content/early/2017/03/23/pp.16.00074.full.pdf+html?ijkey=CYsRduu1S9eSI&keytype=ref&siteid=plant
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