杨树次生木质部发育转录调控新机制获揭示。 近日，林木遗传育种国家重点实验室（东北林业大学）李伟研究组在《新植物学家》（new phytologist）上在线发表研究论文。该研究发现了调控杨树次生木质部发育的ptrmyb074-ptrwrky19-ptrbhlh186分子模块，揭示了木材形成过程中转录因子（tf）tf-dna和tf-tf相互作用的转录调控新机制，拓展了人们对木材形成的分子调控机制的科学认知，为利用分子育种技术进行林木材性遗传改良提供了新线索。
木材是世界上最丰富的可再生资源之一，是天然环保和低能耗材料。木材的形成是一个复杂的发育过程，是树木维管形成层细胞分裂分化产生的次生木质部不断沉积、累加的结果。木材形成由转录调节网络控制，涉及tf-dna互作和tf-tf互作共同决定的稳态调控。目前，tf-tf互作在木材形成中的作用仍处于早期鉴定阶段，其潜在的调控机制仍有待探索。
本研究筛选得到54对ptrmyb074相互作用体。其中，ptrwrky19为最高表达的木质部特异性因子。ptrmyb074和ptrwrky19的chip-seq分析显示，ptrbhlh186是这两种互作蛋白的共同靶点中在木质部高丰度表达的转录因子。通过瞬时和crispr/cas9介导的populus trichocarpa转基因并结合染色质免疫沉淀和电泳迁移实验证实，ptrmyb074被ptrwrky19招募到ptrbhlh186启动子上以此增强该基因表达水平。在杨树中过量表达ptrbhlh186基因，导致植株导管细胞的孔径减小而数量增多，总木质素及g型木质素单体含量增加，并且耐旱性显著增强。研究结果表明，ptrmyb074-ptrwrky19-ptrbhlh186分子模块通过tf-tf互作和tf-dna互作协同调控杨树次生木质部发育，改变导管细胞的结构和数量以及木材组分，使杨树次生生长适应干旱环境。
东北林业大学林学院在读刘慧子为该论文的第一作者，李伟教授为该论文的通讯作者，姜立泉教授参与指导该项研究工作。该研究得到国家重点研发计划和黑龙江省头雁行动计划等项目资助。（来源：中国科学报张晴丹）
相关论文信息：https://doi.org/10.1111/nph.18028
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作者：李伟等 来源：《新植物学家》
