Roles of the Af and Tl genes in pea leaf morphogenesis: leaf morphology and pinna anatomy of the heterozygotes

Philip J. Villani and Darleen A. DeMason

Abstract: The leaf blade of Pisum sativum L. possesses proximal leaflets and distal tendrils and is altered by two recessive mutations that affect pinna identity, afila (af) and acacia/tendrilless (tl). Using morphological and histology features we characterized the variation in leaf form and pinna anatomy of the Af and Tl heterozygous genotypes. Our goal was to identify the specific interactions of these genes and the relative influence of each in regulating all structural components of the leaf and pinna phenotypes. The Tl/tl genotypes possess broad tendril - narrow leaflets in the distal region that are histologically more similar to leaflets than to tendrils. The afafTltl leaves have simple tendrils in the distal region and branching complexity that is intermediate between that of aftl and af leaves in the proximal region. Only the most distal tips are slightly expanded. Because the Af and Tl genes interact to affect almost all aspects of leaf and pinna form, they affect development at multiple levels of organization.

Key words: acacia, afila, Fabaceae, leaf morphology, leaf anatomy, Pisum sativum.

Résumé : La lame foliaire du Pisum sativum L. possède des folioles proximales et des vrilles distales, et est altérée par deux mutations récessives qui affectent l'identité de la forme pennée, afila (af) et acacia/sans vrille (tl). En utilisant la morphologie et des données histologiques, les auteurs ont caractérisé la variation de la forme foliaire et l'anatomie de la forme pennée des génotypes hétérozygotes Af et Tl. Le but était d'identifier les interactions spécifiques entre ces gènes et l'influence relative de chacun dans la régulation de toutes les composantes structurales de la feuille et des phénotypes de forme pennée. Les génotypes TL/tl possèdent de grosses vrilles et des folioles étroits dans la région distale, lesquels sont plus histologiquement semblables à des folioles qu'à des vrilles. Les feuilles afafTltl ont des vrilles simples dans la région distale et une complexité de ramification qui se situe entre celle des feuilles aftl et af dans la région proximale. Seuls les apex les plus distaux sont légérement aplatis. Parce que les gènes Af et Tl interagissent pour affecter presque tous les aspects de la feuille et de la forme pennée, ils affectent le développement à plusieurs niveaux d'organisation.

Mots clés : acacia, afila, Fabaceae, morphologie foliaire, anatomie foliare, Pisum sativum.

[Traduit par la Rédaction]