控制水稻叶形基因 CLF1 的图位克隆

分蘖、株高、植株形态是水稻理想株型的3个主要农艺性状。目前对水稻理想株型的分子调控机制认识还非常有限。而叶片形态建成是决定植株形态特征的主要因子, 鉴定控制水稻叶片形态建成的关键基因至关重要。本研究通过筛选水稻突变体库, 获得一份光合效率显著提高的突变体(curly leaf 1, clf1 ), 其形态学特征表现为叶片适度卷曲, 经石蜡细胞学切片发现, 突变体 clf1 近轴面的泡状细胞明显增多是导致叶片卷曲和光合效率提高的主要原因。利用图位克隆, 将 CLF1 基因缩小在2个分子标记InDel51与InDel57之间, 该区间包含44个基因。通过生物信息学分析, 确定了LOC_OS02G45250为 CLF1 的候选基因。对LOC_OS02G45250基因进行测序, 在 clf1 突变体中, LOC_OS02G45250基因的第六外显子缺失20 bp, 造成编码产物提前终止。该基因与已报道的水稻卷叶基因 Roc5 (Rice outermost cell-specific gene5) 为等位基因, Roc5 编码产物为一个具有GL2类同源异型结构域的转录因子, 不同于已报道的突变体 oul1 (对应于 Roc5 基因), 突变体 clf1 农艺性状表现优良, 具有较大的生产应用潜力。