生物世界

科技日报记者 吴纯新 通讯员 蒋朝常 贾越

7月18日，科技日报记者从华中农业大学获悉，该校园艺植物生物学教育部重点实验室匡汉晖教授课题组在《Journal of Experimental Botany》杂志发表一篇研究论文，阐明了LsKN1基因调控生菜叶卷曲性状的遗传和分子机理。

华中农业大学供图

生菜是世界上最受欢迎的蔬菜之一。生菜常被用来做色拉、火锅配菜等，其叶片形态直接关系到其感官品质。

一般而言，一个叶卷曲的生菜品种和一个叶平整的生菜品种杂交，构建了叶卷曲表型的遗传分离群体。遗传定位发现该群体中一个叶卷曲主效QTL（数量性状基因座）是LsKN1基因。研究人员通过互补实验和CRISPR/cas9敲除实验，验证了该基因调控叶卷曲。

据介绍，LsKN1基因在不同遗传背景下，可引起不同叶形变化。实验室前期研究结果表明，该基因的上调表达还导致生菜结球和掌状缺刻。LsKN1基因通过不同分子信号途径调控不同性状，并在不同遗传背景下出现不同的表型。本研究发现LsKN1是影响细胞分裂素和赤霉素合成和降解途径的关键基因，提高生菜叶片中分裂素含量，降低赤霉素含量，导致细胞面积变大、细胞数量增多、次级叶脉变细密，叶脉细胞和叶肉细胞发育紊乱，最终导致卷曲叶片的形成。

卷叶品种中LsKN1基因的上调表达由第一个外显子上一个CACTA转座子插入导致。本研究的遗传转化过程中，偶然获得3株CACTA转座子发生转座的突变体，这3个突变体的表型由卷叶恢复为平叶，再次证明LsKN1基因中CACTA转座子的插入是卷曲叶片形成的致变因子。该研究内容进一步丰富叶发育理论，为生菜遗传育种提供理论支持。

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