揭示玉米叶片角质层发育调控网络（2020.5.23莱肯生物）

植物角质层由蜡质和角質组成，可减少植株水分流失，让植物更适应陆地环境。角质层的生物合成受激素、光照、水分等因素的调节。以往对玉米角质层的研究主要集中在幼叶表皮，已鉴定了30多个表皮蜡质位点，并克隆了8个调控角质层生物合成的功能基因。但是，与玉米耐旱等农艺性状关系更密切的是玉米成熟叶片，其角质层的形成和相关功能的遗传基础尚不清楚。

近日，美国康奈尔大学的研究团队阐明了玉米成熟叶片角质层发育的调控网络。研究者发现，随着光照强度的递增，玉米叶片从叶基部（暗）到叶尖（光）的角质层沉积呈动态的梯度递增。沿着该梯度，研究人员对叶片进行了激光显微切割RNA测序（LM-RNAseq），通过互补网络分析确定了参与角质层生物合成的潜在调控因子，并通过基因共表达网络分析，鉴定了参与调节角质层合成的潜在候选基因，其中包括5个光敏色素介导的受体基因（PHYB1等）。进一步遗传分析发现，玉米phyB1 phyB2双突变体和苔藓phy突变体均表现出异常的角质层组成，这就说明光敏色素介导的光信号传导是促进植物角质层进化和发育的重要调控机制。

该研究揭示了玉米叶片角质层发育的调控机制，提出了一个光敏色素介导的光信号调节模型，为玉米的耐旱研究提供了新的思路。