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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，通過密植實現優質、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）是最早發現參與擬南芥氣孔發育調控的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現，OsFLP在發育的葉枕中具有特異、動態表達，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現，OsFLP與BR信號途徑存在密切關聯，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表于國際學術期刊The Plant Cell。國家植物園（南園）已畢業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：

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

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻