水生所确认水生异形叶发育机制研究的模式植物

　　一些水生植物的沉水叶与陆生叶存在明显差异，被称为异形叶。异形叶的发育受到诸多环境因子的影响和植物激素的调控，其分子机制有待阐明。

　　中国科学院水生生物研究所水生植物生理学科组将以往报道的异形叶植物做了收集和筛查，试种了前人报道的水毛茛、水马齿、狐尾藻和水生蔊菜等，发现水毛茛体积过大，水马齿和狐尾藻异形叶性不够明显，水生蔊菜难于转化且对植物激素的反应不够典型，它们作为模式植物均存在问题。对一种叫异叶水蓑衣的植物进行细致的研究，发现其异形叶性表型明显，植株大小适中（株高10-30cm）、扩繁方便、容易转化，其叶形对水陆生境、温度、湿度、CO2浓度、光照等环境因子十分敏感，对激素和抑制剂的处理具有代表性，加上基因组相对较小（800M），具有作为异形叶研究模式植物的条件。目前，该学科组已建立了标准化的扩繁、培养、叶形分析、愈伤诱导和农杆菌介导转化等实验方法，并在此基础上通过对环境因素、激素和抑制剂以及关键基因表达等对应关系的分析，初步建立了异形叶叶形调控的框架。

　　该研究从分子水平阐述了异叶水蓑衣异形叶的发育机制，为深入揭示异形叶调控的机制奠定了基础。相关研究成果已发表于《植物细胞报告》（Plant Cell Reports）。

　　背景知识：异叶水蓑衣（Hygrophila difformis）又名水罗兰，是爵床科水蓑衣属多年生湿生或挺水草本植物，高10-35cm，全株密生腺毛，尤以茎部最密。叶两型，挺水叶椭圆形，粗锯齿，沉水叶呈青黄色，深裂状；花单生、腋生，花冠苍紫色，花期春秋季。原产东南亚及印度的溪流、河沟、池塘等水域，水陆两生。我国近年作为水族植物有引入和栽培，但由于用途不广，长期未受关注；对该植物的研究目前能够检索到的仅有一篇关于其挺水部分乙醇提取物对中枢神经的镇静作用的文章，能强化安眠药的安眠效果。

　　A：陆生植株。B：沉水植株。C：陆生叶（左）和沉水叶（右）。Bars = 1cm。D-F：叶形复杂程度不同的3片叶子，每片叶右下角的红色数字表示的是叶的复杂程度（DI），叶复杂程度（DI）=叶周长/√叶面积。

　　G-I：异叶水蓑衣的营养繁殖。G：用陆生茎扦插。H：沉水叶在潮湿处生根。I：陆生叶在潮湿处生根。J-L：转入细胞分裂素报告基因TCS:GUS构建的GUS染色。Bars = 1mm。M：异叶水蓑衣根尖细胞的染色体(2n = 32)。Bar = 25μm