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来凯凯等
, 2011,
水稻叶片与光合效率的相关特性研究分析
,
分子植物育种
Vol.9 No.54 (doi: 10.5376/mpb.cn.2011.09.0054)
1404
3.1
影响光合作用的叶形基因研究
叶形是水稻的一个重要的农艺性状，也是水稻
理想株型重要的组成成分。近几年来，通过分子生
物学的方法已经定位和克隆了多个相关基因。表
1
是已经克隆到的叶形基因，其中与叶宽有关的有
nal
-
1
和
nal
-
7
，与叶片卷曲有关的有
sll 1
、
ACL 1
和
AGO 7
，与叶角有关的有
lc 2
和
ILI 1
。目前，已克隆
的叶形基因一般都通过改善植株的形态结构和受光
姿态来影响光合效率，却鲜有报道通过改变叶绿素
含量对光合作用产生影响的叶形基因。
SLL1
(SHALLOT-LIKE1)
是控制叶片卷曲的重要基因，
sll
1
突变体由于远轴面厚壁细胞的缺失导致极度卷
曲，破坏远轴面叶肉细胞程序性死亡并且抑制叶片
远轴面特征化的形成，最终导致叶绿素含量的增加
表
1
已克隆的水稻叶形基因
Table 1 The blade profile that have been cloning in rice
基因
Gene
染色体
Chromosome
表型
Phenotype
作用
Function
参考文献
Reference
SLL 1
(
叶片卷
曲控制基因
)
SHALLOT-LIK
E1
9
Sll 1
突变体叶片变窄
,
叶
片极度内卷
,
叶色深绿
sll 1
mutant plants had
narrow, extremely rolled and
dark-green leaves
SLL1
突变会破坏远轴面叶肉细胞程序性死亡
并且抑制叶片远轴特征化的形成
,
导致叶绿素
含量的增加和光合作用能力增强
SLL1
deficiency leads to defective programmed
cell death of abaxial mesophyll cells and
suppresses the development of abaxial features
Zhang et al.,
2009 a
AGO 7
(
水稻
卷叶基因
)
Rice argonaute
gene
3
叶片向上卷曲
,
保持直立
表型
Upward curling of the leaf
blade, keep erect
延长直立的时间
,
保持较高的直立指数
Prolong time of erect, keep higher leaf erection
indices
Shi et al.,
2007
LC 2
(
水稻叶
倾角
)
Rice leaf
inclination 2
2
Lc 2
突变体的叶角变大
lc2
mutants have enlarged
leaf angles
LC2
能够减小水稻的叶角
,
能够改善植株的受
光状态
,
提高光合效率
LC2
improve light and photosynthetic efficiency
by decrease leaf angles
Zhao et al.,
2010
ILI1
(HLH
转
录因子基因
)
HLH
transcription
factor
4
ILI 1
突变体的叶角变大
ILI1 mutant have enlarge
leaf angles
过表达
ILI1
能增加叶片角度
, RNA
干涉抑制叶
片的角度的增大
,
因此
ILI1
基因能改善植株的
株型
,
提高水稻产量
Overexpression
ILI1
could increase leaf
angles,but RNA interference suppress,
ILI1
could
perfect plant architecture and enhance rice yield
Zhang et al.,
2009b
nal-7
(
窄叶基
因
)
Narrow leaf 7
3
nal-7
突变体叶片变窄
nal-7
mutant leaf decrease
the width of leaf blade.
nal-7
控制叶片的大小
,
影响水稻的叶面积指
数进而影响水稻的光合效率
nal-7
influence LAI and photosynthetic
efficiency via control leaf size
Fujino et al.,
2008
nal-1
(
窄叶基
因
)
Narrow leaf 1
4
nal-1
突变体叶片变窄
Nal-1 mutant leaf width
decrease
nal-1
与
nal-7
的作用相似
,
也是通过改变水稻
的叶面积指数来影响水稻的光合效率
nal-1
function is similar to
nal-7
, influence
photosynthetic efficiency get through change rice
LAI
Qi et al.,
2008
ACL 1
(
卷叶
基因
)
Abaxially
Curled Leaf 1
4
ACL 1
突变体叶片外卷
ACL1 mutant exhibited an
abaxial leaf curling
ACL1
引起叶片向远轴面的卷曲
,
影响水稻的
光合效率
ACL1
cause leave abaxially curled so as to
influence rice photosynthetic efficiency
Li et al.,
2010 a