一项发表于《植物生物技术杂志》的研究为高粱冠层结构优化提供了新思路。研究发现，通过生物工程手段调控高粱叶片角度，可在不增加用水量的前提下，显著提升光合作用效率、生物量积累及谷物产量。

植物结构深刻影响着作物冠层的微环境。对于禾本科植物而言，叶鞘与叶片铰接处形成的叶舌和叶耳是调控叶片角度的关键解剖特征。研究发现，无叶舌基因SbLG1和SbLG2的突变会导致叶舌、叶耳缺失，使叶片过度垂直生长，反而损害光截获效率。为平衡叶片直立性与光截获能力，研究团队采用基因下调策略，通过构建发夹结构双元载体，将调控元件导入高粱基因型RTx430，成功培育出叶片角度适度减小的高粱品系。

温室分子与表型鉴定显示，转基因高粱虽未发育出叶舌，但叶片垂直度较无效突变体显著降低，避免了过度直立对光截获的负面影响。田间试验进一步证实，种植该品系的地块冠层下部光合作用增强，地上部生物量及种子产量显著提升，且未增加用水量。

该研究首次通过生物工程手段验证了调控高粱叶片角度的经济价值，为打造“智能冠层”提供了概念验证。所谓“智能冠层”，即通过优化叶片空间分布，实现冠层内光能的高效利用。研究团队指出，叶片角度的适度优化是可持续提升生物经济作物产量的有效手段，这一发现标志着“设计-建造-测试-学习”循环体系在作物冠层工程领域迈出关键一步。

未来，该技术有望应用于其他禾本科作物，通过精准调控叶片结构，为全球粮食安全与农业可持续发展提供创新解决方案。

更多信息： Nikhil Jaikumar 等人，高粱无叶舌等位基因组成性下调促进生产力和水分利用效率提高，《植物生物技术杂志》 (2025)。