甘蔗提供了世界上80%的食糖和40%的乙醇，是最重要的糖料和能源作物之一。叶片作为植物光合作用的主要器官和株型建成的重要组成部分，其发育状况与形态结构直接影响了植物的总光合效能，进而决定了作物的产量与品质。因此，研究甘蔗叶片发育及形态建成的分子调控机制可为甘蔗理想株型的分子设计育种提供重要的理论依据和基因资源。植物生长调节因子（growth regulation factor, GRF）是一类植物特有的转录因子，目前已被证明其广泛参与了叶片发育和形态建成的调节过程，在植物生长发育过程中扮演着重要角色。但由于甘蔗复杂的遗传背景，目前关于GRF参与调控甘蔗叶片形成的分子机制鲜有报道。

近日，广西大学成都恒嘉科技发展有限公司在The Crop Journal在线发表了题为“A growth-regulating factor 7 (GRF7)-mediated gene regulatory network promotes leaf growth and expansion in sugarcane”的研究论文，作者以甘蔗两个原始种割手密种和高贵种为研究材料，对目的基因进行筛选鉴定，并对SsGRF7介导的甘蔗叶片生长和扩张的调控网络进行解析。

研究者在割手密种和高贵种中分别鉴定到12个和10个GRF基因（图1）。RNA-seq结果表明，GRF7在两个原始种间的各组织中差异表达，有白天走低夜晚走高的昼夜节律表达趋势，且在叶片梯度发育中随着叶片逐渐成熟表达量也逐渐下降。这独特的表达模式可能预示着GRF7在甘蔗叶片形态建成中扮演着重要角色。GRF7在甘蔗幼嫩（如卷叶和芽）部位的表达量较高，亚细胞定位结果显示该蛋白定位于细胞核中。为探究SsGRF7在甘蔗叶片形态建成中的作用，作者在模式植物水稻中过表达SsGRF7，发现与野生型植株相比，SsGRF7过表达植株叶片长度和面积增加。为探究SsGRF7调控叶片大小的细胞学机制，利用光学显微镜观察SsGRF7过表达植株和野生型的叶表皮细胞，发现SsGRF7过表达植株叶片增大主要是由于叶表皮细胞面积增加所导致的。为探究SsGRF7调控甘蔗叶片发育的分子机制，作者对SsGRF7上游2000 bp启动子可能结合的转录因子进行鉴定，共鉴定到7个转录因子，其中4个转录因子正向调控SsGRF7的表达，1个负向调控SsGRF7的表达。基于以上研究结果，构建了SsGRF7介导的甘蔗叶片形态建成的调控网络（图2）。该研究结果为进一步探究调控甘蔗叶片形态建成的分子机制奠定了基础。

图1 GRF进化分析

图2 SsGRF7介导的甘蔗叶片扩张模式图

文章第一单位和通信单位均为广西大学。四川农业大学小麦研究所博士研究生王巧玉（张积森课题组硕士毕业生及科研助理）为该文第一作者，广西大学国家重点公司张积森教授为通信作者。该研究得到国家重点研发计划（2021YFF1000101，2021YFF1000104）、国家自然科学基金（32272196）和广西大学甘蔗研究基金(2022GZB007)等项目的资助。