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　　農(nóng)作物株型的調(diào)整可以有力地提高作物的產(chǎn)量，用以緩解由于人口增多產(chǎn)生的糧食危機(jī)。育種上，株高和分枝是決定植物株型和產(chǎn)量的兩個(gè)重要因素，植株過(guò)高則易倒伏而使作物產(chǎn)量大幅下降，同時(shí)過(guò)多或過(guò)少的分枝也會(huì)影響作物的產(chǎn)量。

　　株高和分枝這兩個(gè)農(nóng)藝性狀都主要受植物激素調(diào)控。農(nóng)業(yè)上“綠色革命”曾挽救了數(shù)億人的生命，尋找作物的半矮稈株型一直是植物學(xué)家的目標(biāo)。引發(fā)“綠色革命”的赤霉素（GA）在株高和分枝發(fā)育的調(diào)控中起著保守而至關(guān)重要的作用。豆科植物作為為人類(lèi)和動(dòng)物提供了主要蛋白來(lái)源的第二大經(jīng)濟(jì)作物，在農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)中都發(fā)揮舉足輕重的作用，但是目前關(guān)于其株高和分枝發(fā)育的研究及GA在其中的作用卻鮮有報(bào)道，這極大地制約了豆科作物的育種改良。

　　豆科植物蒺藜苜蓿因其為二倍體、基因組較小、閉花自花授粉、遺傳轉(zhuǎn)化體系較為成熟等優(yōu)點(diǎn)，被用作豆科的模式植物。版納植物園熱帶植物資源可持續(xù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳江華團(tuán)隊(duì)從蒺藜苜蓿突變體庫(kù)的豐富資源中分離到矮化且分枝數(shù)量增多的突變株系dwarf and increased branching 1 (dib1)。通過(guò)細(xì)胞學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，突變體矮化是由于莖節(jié)間細(xì)胞長(zhǎng)度和細(xì)胞數(shù)目減少共同導(dǎo)致的。同時(shí)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明，dib1突變體的二級(jí)分枝數(shù)量顯著多于野生型。隨后通過(guò)基因組重測(cè)序與遺傳連鎖分析，克隆了DIB1基因。進(jìn)化分析表明，該基因編碼的蛋白DIB1是豌豆中LE/PsGA3ox1的直系同源蛋白，暗示該基因可能參與GA的生物合成；進(jìn)一步通過(guò)激素含量的測(cè)定證實(shí)dib1突變體中的活性GA顯著下降。此外，在突變體中多個(gè)GA合成基因的表達(dá)量上調(diào)，并且通過(guò)對(duì)突變體施加GA可以同時(shí)恢復(fù)株高和葉腋發(fā)育上的缺陷。本研究的結(jié)果說(shuō)明，DIB1通過(guò)影響蒺藜苜蓿體內(nèi)活性GA的含量從而調(diào)控其株高和分枝數(shù)量。

　　相關(guān)研究結(jié)果以Dwarf and Increased Branching 1 controls plant height and axillary bud outgrowth inMedicago truncatula為題發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Experimental Botany。博士研究生張曉嘉為論文的第一作者，團(tuán)隊(duì)成員劉宇和陳江華研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金云南省聯(lián)合基金、中科院先導(dǎo)項(xiàng)目和中科院核心植物園等項(xiàng)目的資助。

DIB1在蒺藜苜蓿中同時(shí)調(diào)控株高和分枝的發(fā)育

　　同時(shí)研究團(tuán)隊(duì)也在蒺藜苜蓿突變體中篩選到另一個(gè)極度矮化的突變體mini plant 1 (mnp1）。經(jīng)過(guò)對(duì)野生型和突變體節(jié)間長(zhǎng)度及細(xì)胞長(zhǎng)度統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)突變體矮化是由于莖節(jié)間細(xì)胞長(zhǎng)度和細(xì)胞數(shù)目減少共同導(dǎo)致。借助基因組重測(cè)序，我們克隆了該基因MNP1。進(jìn)化分析表明，MNP1與豌豆、擬南芥、番茄和水稻等物種中報(bào)道的CPS蛋白（GA合成早期酶）關(guān)系較近，也含有CPS蛋白行使功能所需的保守結(jié)構(gòu)域。此外，擬南芥cps1突變體極度矮化的缺陷表型被異源轉(zhuǎn)入的MNP1基因恢復(fù)。該結(jié)果不僅證明MNP1具調(diào)控株高發(fā)育的功能，同時(shí)，也表明CPS蛋白在擬南芥和蒺藜苜蓿中功能保守。

　　相關(guān)研究結(jié)果以Cloning and functional analysis of dwarf geneMini Plant 1 (MNP1) inMedicago truncatula為題發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Molecular Sciences上。已畢業(yè)碩士研究生郭詩(shī)琦（現(xiàn)為中科院植物所博士研究生）和博士研究生張曉嘉為論文的并列第一作者，賀亮亮副研究員和陳江華研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。