近日，中国农科院作物科学研究所研究揭示水稻核糖体蛋白NAL21/RPS3A通过调节生长素响应因子及叶片扩展调节因子的翻译水平来影响其叶片宽度的新机制。相关研究结果以题目为“Narrow Leaf21, encoding ribosomal protein RPS3A, controls leaf development in rice”的论文发表在《植物生理（Plant Physiology）》上。
据悉，植物叶片是其进行光合、呼吸以及蒸腾作用的重要器官，也对植物的整体株型结构产生影响。其中，叶片宽度作为叶片形态的一项重要指标，它是一个由多个基因控制的复杂数量性状。目前，调控水稻叶片宽度的部分基因已被克隆，但叶片宽度调控的分子机制，尤其是蛋白翻译水平上的调控还不明确。该研究获得了一个窄叶突变体nal21，其叶片大叶脉、小叶脉的数目、细胞数目减少，，且叶片表皮细胞体积变小，并导致叶片变短和变窄，该突变体对生长素的敏感性也同时降低。克隆结果表明，调控水稻叶片宽度的基因NAL21可编码一个核糖体小亚基蛋白RPS3A。在nal21突变体中，核糖体结构异常，生长素响应因子ARFs蛋白翻译效率降低，使得受水稻生长素调控的叶片细胞分裂和扩展受到阻碍。研究还发现核糖体小亚基蛋白RPS3A在翻译水平上能调控叶片侧向扩展关键转录因子WOX3A的表达。此外，通过提高生长素响应因子ARFs和关键转录因子WOX3A的翻译效率，能使nal21突变体叶片恢复到正常表型。该研究揭示了适当翻译调控水稻叶片发育过程中关键转录因子是维持叶片正常表型的重要因素，这对理解水稻叶型发育分子机制提供了新的理论支撑。
文章信息：Muhammad Uzair, Haixin Long, Syed Adeel Zafar, Suyash B Patil, Yan Chun, Lu Li, Jingjing Fang, Jinfeng Zhao, Lixiang Peng, Shoujiang Yuan, Xueyong Li, Narrow Leaf21, encoding ribosomal protein RPS3A, controls leaf development in rice, Plant Physiology, 2021;, kiab075, https://doi.org/10.1093/plphys/kiab075
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