近日，广西壮族自治区水稻遗传育种重点实验室潘英华团队与中国农业大学张战营团队联合在The plant journal (中科院1区TOP期刊,五年影响因子7.1）上在线发表了题为“Exploring genomic regions and genes modulating plant height and flag leaf morphology in rice”的研究论文。该研究基于稻种自然群体中保留的优异变异信息进行全基因组关联分析(GWAS)，快速和大量挖掘与水稻株高和叶形相关的位点和基因，为株高和剑叶性状的基因挖掘、遗传基础解析和相关自然变异基因的起源演化与抗倒伏育种利用提供新的基因和种质资源。

叶片是植株的“源”器官，而剑叶作为重要的功能叶片，是光合产物向穗部的主要供应者。合理的株高和剑叶形态能够增加植株地上部分生物量，并有效改善植株的空间分布和受光姿态，提高光能和空间利用率，促进水稻增产。

本研究利用689份稻种自然群体对株高、剑叶长度和剑叶宽度3个性状进行全基因组关联分析，分别检测到73、159和158个株高、剑叶长度和剑叶宽度相关的显著性信号位点。对能够在不同群体或不同性状中重复检测到的显著性位点进行候选基因分析，筛选到重要的已克隆株高基因SD1和叶宽基因NAL1，单倍型分析的结果显示，SD1HAP1和NAL1A是优异等位基因，分别通过降低株高和增加叶宽来促进增产。此外，结合单倍型分析、表达分析、蛋白同源分析和群体遗传分析等方法，我们还鉴定到一个新的株高和叶长多效性基因LEAF1。功能验证的结果显示，leaf1-1和leaf1-2敲除株系均表现为株高降低，剑叶变短(图1)。同时，回补株系和导入系的鉴定结果显示，LEAF1G等位基因可以增加剑叶长度，并可能用于短叶温带粳稻的叶形改良。

 LEAF1的鉴定与功能验证

中国农业大学博士研究生汪先鹏和广西农业科学院陈雷副研究员为论文的第一作者，中国农业大学农学院张战营副教授和李自超教授以及广西农业科学院潘英华研究员为论文的通讯作者。该研究得到了农业生物育种重大专项、国家自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费、广西壮族自治区水稻遗传育种重点实验室开放课题和中科院 "西部之光" 人才培养计划等项目资助。

水稻所  潘英华供稿/供图

一审一校：李丹婷

二审二校：薛臣艺

三审三校：陆炳强