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叶片是植物光合作用的主要场所,优良的叶片形态有利于塑造理想株型,提高光合效率。植物叶片立体结构对光合作用的发挥至关重要,包括光合作用的光吸收、CO2固定和气体交换等过程。适宜的叶型是超级稻一个重要的理想株型特征。叶片微卷可以使叶片保持直立,有助于增加透光率和光饱和点,且不影响光补偿点,植株整体的光合作用效率得到提高。另外,适当的叶片卷曲能够减少太阳对叶片的辐射,降低叶片损伤,减弱缺水条件下叶片的蒸腾作用,减少植株体内水分流失,提高植株的抗逆性,增加光合产物积累,有助于提高作物产量。因此,改良叶片形态一直是育种学家所关注的焦点。为了研究叶片形态建成的分子机制,从水稻T-DNA突变体库中筛选到1个叶片卷曲的突变体zw235,突变体zw235植株与野生型相比,其株型紧凑,叶片挺直,叶片两边缘向内卷曲,且伴有矮杆,叶色浅绿等特征,其叶片叶绿素含量与光合效率均显著低于野生型。水稻叶片石蜡切片观察,发现突变体zw235叶片中突变体泡状细胞数量和面积均变小。遗传分析表明,zw235的突变性状由一对隐性核基因控制。通过构建F2定位群体,运用图位克隆技术,将基因(ZW235)精细定位到5号染色体上一个长约23.5 kb的区间内,对候选基因的测序发现其中一个基因的CDS序列中发生单碱基突变,导致基因(ZW235)表达提前终止,功能缺失。通过突变基因ZW235的互补验证与CRISPR-Cas9验证,证明植株叶片正卷的表型确实由ZW235功能缺失导致。构建ZW235-GFP融合蛋白载体并进行水稻原生质体亚细胞定位表明ZW235为核定位蛋白。根据突变基因酵母双杂交和单杂交实验结果与相关文献查证,初步得出突变基因ZW235通过与KNOX家族Ⅰ类基因OSH6与OSH71表达蛋白互作,并结合YAB1基因启动子区域结合元件,抑制基因YAB1的表达,进而使叶片中泡状细胞数量和面积发生变化,导致突变体叶片卷曲。本研究明确了突变体zw235的表型特征及遗传规律,分离并验证了突变基因ZW235,初步阐释了该基因的功能,为进一步研究水稻叶片发育与获得水稻理想株型奠定了基础。