【Plant Physiology】我國科學家揭示調控水稻葉片寬度的新機制

近日翁狐,中國農(nóng)科院作物科學研究所研究揭示水稻核糖體蛋白NAL21/RPS3A通過調節(jié)生長素響應因子及葉片擴展調節(jié)因子的翻譯水平來影響其葉片寬度的新機制穆碎。相關研究結果以題目為“Narrow Leaf21, encoding ribosomal protein RPS3A, controls leaf development in rice”的論文發(fā)表在《植物生理(Plant Physiology)》上烤宙。

據(jù)悉绰咽,植物葉片是其進行光合寝杖、呼吸以及蒸騰作用的重要器官蜕着,也對植物的整體株型結構產(chǎn)生影響酬凳。其中惠况,葉片寬度作為葉片形態(tài)的一項重要指標,它是一個由多個基因控制的復雜數(shù)量性狀宁仔。目前稠屠,調控水稻葉片寬度的部分基因已被克隆,但葉片寬度調控的分子機制翎苫,尤其是蛋白翻譯水平上的調控還不明確完箩。該研究獲得了一個窄葉突變體nal21,其葉片大葉脈拉队、小葉脈的數(shù)目弊知、細胞數(shù)目減少,粱快,且葉片表皮細胞體積變小秩彤,并導致葉片變短和變窄,該突變體對生長素的敏感性也同時降低事哭÷祝克隆結果表明,調控水稻葉片寬度的基因NAL21可編碼一個核糖體小亞基蛋白RPS3A鳍咱。在nal21突變體中降盹,核糖體結構異常,生長素響應因子ARFs蛋白翻譯效率降低谤辜,使得受水稻生長素調控的葉片細胞分裂和擴展受到阻礙蓄坏。研究還發(fā)現(xiàn)核糖體小亞基蛋白RPS3A在翻譯水平上能調控葉片側向擴展關鍵轉錄因子WOX3A的表達。此外丑念,通過提高生長素響應因子ARFs和關鍵轉錄因子WOX3A的翻譯效率涡戳,能使nal21突變體葉片恢復到正常表型。該研究揭示了適當翻譯調控水稻葉片發(fā)育過程中關鍵轉錄因子是維持葉片正常表型的重要因素脯倚,這對理解水稻葉型發(fā)育分子機制提供了新的理論支撐渔彰。

文章信息:Muhammad Uzair, Haixin Long, Syed Adeel Zafar, Suyash B Patil, Yan Chun, Lu Li, Jingjing Fang, Jinfeng Zhao, Lixiang Peng, Shoujiang Yuan, Xueyong Li, Narrow Leaf21, encoding ribosomal protein RPS3A, controls leaf development in rice, Plant Physiology, 2021;, kiab075,?https://doi.org/10.1093/plphys/kiab075

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