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一株拟南芥宽叶形突变体atscamp的分离鉴定
郝雪峰, 贾晓宇, 曹海艳, 亢春霞, 裴雁曦
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一株拟南芥宽叶形突变体atscamp的分离鉴定
), 贾晓宇1, 曹海艳1, 亢春霞1, 裴雁曦2Isolation and Identification of a Novel Enlarged Leaf Mutant atscamp in Arabidopsis thaliana
), Xiaoyu JIA1, Haiyan CAO1, Chunxia KANG1, Yanxi PEI2叶片是主要的光合作用器官，选育利于光合作用的叶片形态已成为重要的育种目标。atscamp是从拟南芥（Arabidopsis thaliana）突变体库（约6 000株系）中筛选获得的1株叶片宽大突变体。Tail-PCR分析该突变体为AT1G11180位点的插入，该基因位点编码1个分泌载体膜蛋白（SCAMP）。RT-PCR检测显示，该基因转录表达水平基本为零。进一步研究发现，该突变体叶片的宽度和叶面积极显著大于野生型植株（P<0.01），但是冠幅基本保持不变；同时atscamp突变体叶绿素含量增加，叶绿素最大荧光、PSⅡ潜在光化学效率显著增加（P<0.05）；相应地，突变体植株蒸腾系数（Tr）、净光合速率（Pn）和叶片水分利用效率（WUE）显著增加（P<0.05）。拟南芥AT1G11180基因的时空特异性表达分析显示，该基因仅在叶片中高表达，在其他器官中表达量很低；且随着植物发育成熟，该基因表达量逐渐增加。研究结果表明AtSCAMP基因在叶形发育中发挥着重要作用。
Leaf is the main photosynthetic organ， and the leaf morphology beneficial for photosynthesis has become an important breeding target. atscamp was screened from the Arabidopsis thaliana mutant library（about 6 000 lines） with wide leaves. Tail-PCR analysis revealed a T-DNA insertion at the AT1G11180 locus， which encodes a secretory carrier membrane protein（SCAMP）. RT-PCR showed that the transcriptional expression level of the gene was basically zero. The leaf width and area of the mutant were significantly larger than those of wild type plants（P<0.01）， while the crown diameter was essentially unchanged. Additionally， chlorophyll content， chlorophyll maximium fluorescence， and photosystem II potential photochemical efficiency were all increased in the atscamp mutant（P<0.05）. Correspondingly， the mutants showed significant increases in transpiration coefficient（Tr）， net photosynthetic rate（Pn）， and leaf water use efficiency（WUE）（P<0.05）. Spatial-temporal specific expression analysis of the AT1G11180 gene revealed that the gene was highly expressed only in leaves， with low expression levels in other organs， and the gene expression gradually increased with the development and maturity of plants. The results suggested that AtSCAMP might play an important role in leaf shape development.
Arabidopsis thaliana / AtSCAMP gene / leaf shape / mutant
Q754
| 1 | MCKENZIE F C， WILLIAMS J.Sustainable food production： constraints，challenges and choices by 2050［J］.Food Security，2015，7：221-233. |
| 2 | SUN S C， JIN D M， SHI P L.The leaf size-twig size spectrum of temperate woody species along an altitudinal gradient：an invariant allometric scaling relationship［J］.Annals of Botany，2006，97（1）：97-107. |
| 3 | 郭书磊，张君，齐建双，等.玉米叶形相关性状的Meta-QTL及候选基因分析［J］.植物学报，2018，53（4）：487-501. |
| 3 | GUO S L， ZHANG J， QI J S，et al.Meta-QTL and candidate gene analysis of leaf shape related traits in maize［J］.Bulletin of Botany，2018，53（4）：487-501. |
| 4 | CHEN H， REED S C， LV X T，et al.Coexistence of multiple leaf nutrient resorption strategies in a single ecosystem［J］.Science of The Total Environment，2021，772：144951. |
| 5 | 丁一，韩娟英，傅吉，等.水稻籽粒灌浆的影响因素及相关基因和蛋白研究进展［J］.中国稻米，2018，24（3）：1-6. |
| 5 | DING Y， HAN J Y， FU J，et al.Research progress on influencing factors of rice grain filling and related genes and proteins［J］.China Rice，2018，24（3）：1-6. |
| 6 | 徐恒永，赵君实.高产冬小麦的冠层光合能力及不同器官的贡献［J］.作物学报，1995，21（2）：204-209. |
| 6 | XU H Y， ZHAO J S.Canopy photosynthetic capacity of high-yield wheat and contribution of different organs［J］.Acta Agronomica Sinica，1995，21（2）：204-209. |
| 7 | SCARPELLA E， BARKOULAS M， TSIANTIS M.Control of leaf and vein development by auxin［J］.Cold Spring Harbor Perspectives in Biology，2010，2（1）：a001511. |
| 8 | 陈代波，程式华，曹立勇.水稻窄叶性状的研究进展［J］.中国稻米，2010，16（3）：1-4. |
| 8 | CHEN D B， CHENG S H， CAO L Y.Research progress on narrow leaf traits of rice［J］.China Rice，2010，16（3）：1-4. |
| 9 | 刘继云，叶胜海，李小华，等.一个水稻矮秆窄叶突变体的鉴定和基因定位［J］.浙江农业学报，2014，26（1）：7-13. |
| 9 | LIU J Y， YE S H， LI X H，et al.Identification and gene mapping of a dwarf and narrow leaf mutant in rice［J］.Acta Agriculturae Zhejiangensis，2014，26（1）：7-13. |
| 10 | ZHANG G H， LI S Y， WANG L，et al. LSCHL4 from Japonica cultivar，which is allelic to NAL1，increases yield of Indica super rice 93-11［J］.Molecular Plant，2014，7（8）：1350-1364. |
| 11 | JIANG D， FANG J J， LOU L M，et al.Characterization of a null allelic mutant of the rice NAL1 gene reveals its role in regulating cell division［J］.PLoS One，2015，10（2）：e0118169. |
| 12 | FUJINO K， MATSUDA Y， OZAWA K，et al. NARROW LEAF 7 controls leaf shape mediated by auxin in rice［J］.Molecular Genetics and Genomics，2008，279（5）：499-507. |
| 13 | 张海瑞.拟南芥中一个新基因YUAN1在叶片形状和大小控制中的功能研究［D］.太原：山西师范大学，2013. |
| 13 | ZHANG H R.The function of a novel gene YUAN1 in leaf shape and size control in Arabidopsis thaliana ［D］.Taiyuan：Shanxi Normal University，2013. |
| 14 | KIM J H， KENDE H.A transcriptional coactivator，AtGIF1，is involved in regulating leaf growth and morphology in Arabidopsis［J］.Proceedings of The National Academy of Sciences of The United States of America，2004，101（36）：13374-13379. |
| 15 | HORIGUCHI G， KIM G T， TSUKAYA H.The transcription factor AtGRF5 and the transcription coactivator AN3 regulate cell proliferation in leaf primordia of Arabidopsis thaliana ［J］.The Plant Journal，2005，43（1）：68-78. |
| 16 | 黄淦，王潇，金学锋，等.拟南芥谷氧还蛋白GRXC9负调控叶片大小［J］.植物学报，2017，52（5）：550-559. |
| 16 | HUANG G， WANG X， JIN X F，et al.Arabidopsis glutaredoxin GRXC9 negatively regulates leaf size［J］.Chinese Bulletin of Botany，2017，52（5）：550-559. |
| 17 | BRAND S H， LAURIE S M， MIXON M B，et al.Secretory carrier membrane proteins 31-35 define a common protein composition among secretory carrier membranes［J］.Journal of Biological Chemistry，1991，266（28）：18949-18957. |
| 18 | LAM S K， SIU C L， HILLMER S，et al.Rice SCAMP1 defines clathrin-coated，trans-golgi-located tubular-vesicular structures as an early endosome in tobacco BY-2 cells［J］.The Plant Cell，2007，19（1）：296-319. |
| 19 | LAM S K， TSE Y C， ROBINSON D G，et al.Tracking down the elusive early endosome［J］.Trends in Plant Science，2007，12（11）：497-505. |
| 20 | WANG H， TSE Y C， LAW A H Y，et al.Vacuolar sorting receptors （VSRs） and secretory carrier membrane proteins （SCAMPs） are essential for pollen tube growth［J］.The Plant Journal，2010，61（5）：826-838. |
| 21 | 白雪杨.拟南芥SCAMP家族基因的鉴定及AtSCAMP1基因的耐盐性功能分析［D］.海口：海南大学，2020. |
| 21 | BAI X Y.Identification of SCAMP family genes in Arabidopsis thaliana and analysis of salt tolerance function of AtSCAMP1 gene［D］.Haikou：Hainan University，2020. |
| 22 | 王莉.小麦耐盐基因的克隆与功能研究［D］.石家庄：河北师范大学，2010. |
| 22 | WANG L.Cloning and functional analysis of salt tolerance genes in wheat［D］.Shijiazhuang：Hebei Normal University，2010. |
| 23 | ZHANG J， XU J X， KONG Y Z，et al.Generation of chemical-inducible activation tagging T-DNA insertion lines of Arabidopsis thaliana ［J］.Acta Genetica Sinica，2005，32（10）：1082-1088. |
| 24 | LIU Y G， MITSUKAWA N， OOSUMI T，et al.Efficient isolation and mapping of Arabidopsis thaliana T-DNA insert junctions by thermal asymmetric interlaced PCR［J］.The Plant Journal，1995，8（3）：457-463. |
| 25 | DIXIT V， PANDEY V， SHYAM R.Differential antioxidative responses to cadmium in roots and leaves of pea （Pisum sativum L.cv.Azad）［J］.Journal of Experimental Botany，2001，52（358）：1101-1109. |
| 26 | 李合生.植物生理生化实验原理和技术［M］.北京：高等教育出版社，2000：195-196. |
| 26 | LI H S.Principles and techniques of plant physiological and biochemical experiments［M］.Beijing：Higher Education Press，2000：195-196. |
| 27 | POORTER H， DE JONG R.A comparison of specific leaf area，chemical composition and leaf construction costs of field plants from 15 habitats differing in productivity［J］.New Phytologist，1999，143（1）：163-176. |
| 28 | ZHU J Y， ZHU H， CAO Y J，et al.Effect of simulated warming on leaf functional traits of urban greening plants［J］.BMC Plant Biology，2020，20（1）：139-152. |
| 29 | 王利，王威，许德阳，等.拟南芥ASL25/LBD28基因过量表达对叶片形态建成的影响［J］.西北植物学报，2010，30（5）：888-893. |
| 29 | WANG L， WANG W， XU D Y，et al.Effects of ASL25 / LBD28 gene overexpression on leaf morphogenesis in Arabidopsis thaliana ［J］.Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica，2010，30（5）：888-893. |
| 30 | ADAL A M， BINSON E， REMEDIOS L，et al.Expression of lavender AGAMOUS-like and SEPALLATA3-like genes promote early flowering and alter leaf morphology in Arabidopsis thaliana ［J］.Planta，2021，254（3）：54-66. |
| 31 | BLEIN T， PULIDO A， VIALETTE-GUIRAUD A，et al.A conserved molecular framework for compound leaf development［J］.Science，2008，322（5909）：1835-1839. |
| 32 | VLAD D， KIERZKOWSKI D， RAST M I，et al.Leaf shape evolution through duplication，regulatory diversification，and loss of a homeobox gene［J］.Science，2014，343（6172）：780-783. |
| 33 | LI G J， YANG J J， CHEN Y M，et al.Shoot meristemless participates in the heterophylly of Hygrophila difformis （Acanthaceae）［J］.Plant Physiology，2022，190（3）：1777-1791. |
| 34 | MCNEW J A， S?GAARD M， LAMPEN N M，et al.Ykt6p，a prenylated SNARE essential for endoplasmic reticulum-Golgi transport［J］.Journal of Biological Chemistry，1997，272（28）：17776-17783. |
| 35 | MATTHIES H J G， HAN O， SHIELDS A，et al.Subcellular localization of the antidepressant-sensitive norepinephrine transporter［J］.BMC Neuroscience，2009，10（1）：65-74. |
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