8月18日，《美国科学院院刊（PNAS）》在线发表了中国雷竞技ap官网入口 科学院作物科学研究所联合国内多家单位完成的成果。该成果阐释了谷子的 DPY1 作为油菜素内酯信号的“刹车”基因调控叶片披垂与直立的分子机制，为禾本科作物株型研究提供了新思路。
据国家谷子高粱产业技术体系首席科学家、作科所刁现民研究员介绍，叶片是植物光合作用和有机物合成的主要器官，与叶片形态建成相关的株型直接影响作物的种植密度及产量。作物育种过程中追求叶型直立紧凑，有利于密植条件下的光能有效利用。油菜素内酯信号可以调节细胞伸长和分裂，但其影响叶片直立与下垂遗传基础的研究仍欠缺，制约禾谷类作物株型改良的效率和水平。
该研究利用谷子叶片严重披垂的突变体 dpy1 ，克隆了控制谷子叶片披垂的基因 DPY1 ，该基因编码的DPY1蛋白激酶可以与油菜素内酯共受体通过胞内的激酶结构互作，并竞争性地抑制油菜素内酯受体与共受体间的互作水平，从而抑制早期油菜素内酯信号的过度激活。 DPY1 作为“刹车”基因，通过以上过程促进细胞伸长和分裂，提高叶片的支撑力，从而使叶片趋向直立，且这种机制在玉米、水稻等禾本科作物中是保守和共享的。该研究揭示了禾谷类作物叶片坚实度的遗传学基础及其调控机制，为作物株型改良提供了新的基因资源及研究思路。同时，谷子及其野生种青狗尾草由于基因组小、高效转化、生育期短，且易于实验室培养操作，正在快速发展成为禾本科黍亚科和C4光合作用的模式植物。该研究必将促进谷子模式植物体系的发展，也巩固了我国在谷子基础研究中的国际领先地位。
该研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、河北省自然科学基金的资助。
论文链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/08/11/2002278117
