研究发现弱蓝光诱导叶片衰老的分子机制

近日，中国农业科学院作物科学研究所作物生物信息学及应用创新团队发现了弱蓝光遮荫信号诱导大豆叶片衰老的分子机制，创制了具有抗叶片衰老特性的耐荫突变体，为培育耐密高产大豆新品种提供了育种新材料。相关研究成果在线发表在《自然·通讯（Nature Communications）》上。

叶片衰老受叶龄、植物激素等内源性因素和光照、温度、压力等外源性条件共同调节。遮荫、干旱、病虫害等不良环境均可能导致叶片早衰，严重影响作物光合效率和营养再分配，从而降低产量。因此，深入探究叶片衰老调控机制对优化作物生产性能具有重要意义。

研究发现，远红光和弱蓝光通过不同途径调控大豆叶片衰老，而两者叠加会加速衰老进程。在弱蓝光诱导叶片衰老过程中，大豆中蓝光受体隐花色素发挥主要作用。进一步研究发现，弱蓝光通过上调 GmWRKY100 基因表达诱导叶片早衰。该研究以天隆一号为亲本，敲除了 GmWRKY100 基因，构建了具有抗叶片衰老特性的耐荫突变体株系。在北京地区的田间试验显示，突变体的底部叶片衰老明显延迟，显著提高了试验区大豆产量。该研究为开发适合密植栽培的高产大豆新品种提供了新基因资源和育种新材料。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45086-5