真正的智能冠层:玉米冠层如何应对遮阳?

文摘   2024-05-31 22:52   江苏  

最近,爱荷华州立大学Patrick S Schnable课题组在The Plant Cell在线发表了题为Genetic regulation of self-organizing azimuthal canopy orientations and their impacts on light interception in maize的研究论文,探索了玉米如何在高植物密度下,调整其冠层结构以耐受邻近植物的遮荫。



背景回顾


商业玉米杂交品种产量的大幅提高主要是由于对高密度种植的耐受性提高。在较高的植物密度下,相邻的植物会相互遮荫,从而减少光线进入冠层和产量。双子叶植物,如番茄和拟南芥,通过产生更直立的叶子来应对遮荫。而玉米并非用这种方式应对遮荫。


科学问题


在高密度种植下,玉米如何调整其冠层结构以耐受邻近植物的遮荫?


研究发现


我们发现了一些玉米基因型在与邻近植物协同发育的过程中具有改变叶片方位的能力。虽然这些基因型的上层冠层保留了玉米典型的交替二异叶排列,但它们的叶片会与邻近植物的叶片平行生长。对这一平行冠层性状和截获的光合有效辐射比例进行的全基因组关联分析,我们确定了候选基因,其中许多与避荫综合征和舌叶发育有关,如liguleless1 (lg1)。此外,突变研究表明,玉米正常的光响应以及冠层的方位重定向需要liguleless1的基因功能。


展望未来


进一步可以研究生长素和蓝光诱导的向光性在玉米冠层方位重定向中的作用。


参考文献:

Yan Zhou, Aaron Kusmec, Patrick S Schnable. Genetic regulation of self-organizing azimuthal canopy orientations and their impacts on light interception in maize. The Plant Cell, 2024, 36(5): 1600–1621. DOI: 10.1093/plcell/koae007


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原文:Yan Zhou et al.

译者:Yuanlong Liu, TPC Assistant Features Editor

编辑:Zhaodong Hao, TPC Special Content Editor

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ThePlantCell
The Plant Cell, published by ASPB, reports novel research of special significance in plant biology.
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