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操纵水稻叶片SHR和生长素诱导水稻类C_(4)叶脉分布样式产生
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作者 董文涛 常天根 +7 位作者 戴慧玲 杨卫兵 苏语 晁代印 朱新广 王鹏 于楠 王二涛 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第24期3133-3136,M0004,共5页
C_(4)植物叶片的维管束表现出独特的花环结构,该结构由位于内层的维管束鞘细胞和外层的叶肉细胞组成,赋予C_(4)植物拥有相比于C_(3)植物更高的光合速率.目前已鉴定到60多种独立的花环结构变体,暗示花环结构经历了趋同进化.高效的C_(4)... C_(4)植物叶片的维管束表现出独特的花环结构,该结构由位于内层的维管束鞘细胞和外层的叶肉细胞组成,赋予C_(4)植物拥有相比于C_(3)植物更高的光合速率.目前已鉴定到60多种独立的花环结构变体,暗示花环结构经历了趋同进化.高效的C_(4)光合作用依赖于C_(4)植物叶片高的叶脉与叶肉细胞比——这也是C_(4)演化的关键.然而,高叶脉密度形成的机制仍然未知,这阻碍了将C_(4)性状引入C_(3)作物的工程化改造.前人尝试通过在水稻叶片中过量表达调控C_(4)玉米叶脉模式的多种因子,但未能成功诱导出类C_(4)叶脉分布样式的叶片.在本研究中,我们发现在水稻和玉米中过量表达SHORT ROOT(SHR)有助于促进叶肉细胞的分裂,增加相邻叶脉间的细胞数量.水稻和玉米的SHR多突变体叶片的叶肉细胞分裂减少,相邻叶脉之间的叶肉细胞数量显著降低.通过增加C_(3)水稻叶片中SHR和处理生长素,我们在水稻中成功诱导产生了类C_(4)叶脉分布样式的叶片,对C_(3)作物的工程化改造具有重要意义. 展开更多
关键词 维管束鞘细胞 叶肉细胞 水稻叶片 生长素 趋同进化 叶脉密度 光合作用 花环结构
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