近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，揭示玉米在遮蔭環(huán)境下通過光敏色素信號(hào)途徑調(diào)控植物避蔭反應(yīng)的分子機(jī)制，對(duì)培育耐密植玉米新品種具有重要意義。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物生理（Plant Physiology）》上。
增加玉米種植密度是提高玉米單產(chǎn)的有效手段。然而，種植密度過高時(shí)，植物被鄰近的植株所遮蔽，綠色組織因?yàn)楹腥~綠素總是吸收紅光，透過或反射遠(yuǎn)紅光，導(dǎo)致群體中紅光/遠(yuǎn)紅光比率下降，從而引發(fā)植物的避蔭反應(yīng)，如增加莖稈的伸長(zhǎng)速度來有效地獲取陽光（足夠高而避免被遮光），莖稈變得纖細(xì)、易倒伏，對(duì)于作物往往伴隨著產(chǎn)量的降低。因此，研究密植條件下玉米響應(yīng)光信號(hào)的避蔭反應(yīng)機(jī)制，使玉米株高降低，對(duì)培育耐密植、抗倒伏玉米新品種具有重要意義。
在許多植物中，已經(jīng)充分證明了避蔭反應(yīng)中的關(guān)鍵調(diào)控因子PIF能夠通過光敏色素信號(hào)途徑重塑植物的表型以響應(yīng)不斷變化的光環(huán)境，但在玉米中有哪些PIF基因參與該過程，以及如何參與光敏色素信號(hào)途徑調(diào)控的避蔭反應(yīng)仍不清楚。研究人員發(fā)現(xiàn)玉米基因組中共有7個(gè)PIF基因，所有ZmPIF蛋白都能與玉米中的phyB互作。在玉米中通過CRISPR/Cas9技術(shù)把ZmPIF基因敲除后產(chǎn)生的Zmpif突變體在黑暗生長(zhǎng)條件下，其中胚軸伸長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制。而且，Zmpif突變體能夠減弱對(duì)模擬遮蔭處理的株高伸長(zhǎng)反應(yīng)，從而抑制植物遮蔭時(shí)的過快生長(zhǎng)，最終達(dá)到降低株高的目的。（通訊員 崔艷）
