植物叶缘锯齿调控的研究进展

叶片是植物重要的营养器官,叶缘锯齿(裂刻)在生产实践中有多种优势,叶缘锯齿调控研究对作物育种、生产实践具有指导意义。本文梳理了叶缘锯齿形成的调控机制,植物激素、基因表达、miRNA等协同作用调控叶缘锯齿形成。生长素(Auxin)在叶缘的不平衡积累能促进锯齿产生,细胞分裂素(CK,cytokinins)依赖Auxin在叶缘的积累促进叶形复杂度,而赤霉素(GA,gibberellin)负调控叶形复杂度。归纳了植物激素与基因参与叶缘锯齿形成的3条主要作用通路:TCP-CUC-PIN1-Auxin、KNOX-GA/CK、LMI1-CK。miR164、miR319、polycomb group表观遗传修饰和α-1,2糖基转移酶等也参与叶缘锯齿形成。研究表明环境因子温度和光强通过KNOX-GA通路调控叶片发育,高温和低光强均能降低叶形复杂度。不同植物控制叶缘锯齿性状的遗传机制存在较大差异。叶缘锯齿相关基因发掘以经济作物研究较多,未来果树育种应着手推进赏食兼用研究。