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近日，園藝科學(xué)學(xué)院設(shè)施園藝與品質(zhì)調(diào)控團(tuán)隊(duì)在《Plant Cell & Environment》（中科院1區(qū)，IF5year=7.6）發(fā)表題為“Sly‐miR398b mediates mature leaf flattening by orchestrating auxin and H2O2signalling in tomato”的研究論文。研究結(jié)果揭示了sly-miR398b在維持番茄成熟葉片平展性的作用機(jī)制，可為設(shè)施茄果類(lèi)作物光能利用和株型調(diào)控提供依據(jù)。

葉片的平展性在植物光能捕獲和光合作用中發(fā)揮關(guān)鍵作用。植物葉片發(fā)生初期平展性形成的分子機(jī)制已比較明確，但成熟葉片平展性的維持機(jī)制尚不清楚。該研究發(fā)現(xiàn)，sly-miR398b在番茄葉片的遠(yuǎn)軸面特異性表達(dá)。采用CRISPR/Cas9敲除該基因后，突變體成熟葉片表現(xiàn)為偏上生長(zhǎng)，而幼葉保持平展性。敲除sly-miR398b解除了對(duì)其靶基因SlCSD1（編碼Cu/Zn超氧化物歧化酶）的抑制作用，導(dǎo)致遠(yuǎn)軸面SOD活性升高，H₂O₂積累。H₂O₂的增加下調(diào)了生長(zhǎng)素外排基因表達(dá)，誘導(dǎo)了生長(zhǎng)素內(nèi)流基因表達(dá)，抑制了遠(yuǎn)軸面生長(zhǎng)素響應(yīng)信號(hào)，使得遠(yuǎn)軸面細(xì)胞增殖和膨大速率均低于近軸面，導(dǎo)致了葉片向下彎曲。外源施用生長(zhǎng)素恢復(fù)了突變體的平展性表型。此外，在西瓜、煙草和白菜等作物中均發(fā)現(xiàn)了miR398在葉片遠(yuǎn)軸面的特異性表達(dá)，表明該作用機(jī)制可能具有普遍性。

該研究以浙江農(nóng)林大學(xué)園藝科學(xué)學(xué)院為第一完成單位，碩士研究生張新姍和王秀娟為該論文共同第一作者，朱祝軍教授和何勇教授為論文共同通訊作者。數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院鄧飛博士，園藝科學(xué)學(xué)院徐云敏教授、劉圓圓副教授、茹磊副教授和閆國(guó)超博士參與研究。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。

(園藝學(xué)院  設(shè)施園藝與品質(zhì)調(diào)控團(tuán)隊(duì))