楊樹(shù)作為林木研究的模式樹(shù)種，具有生長(zhǎng)速度快、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但其莖稈細(xì)胞壁分子調(diào)控機(jī)制尚不完全清楚。近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所植物代謝工程團(tuán)隊(duì)柴國(guó)華等研究人員從分子水平上揭示了楊樹(shù)PdC3H17和PdC3H18調(diào)控莖稈細(xì)胞壁形成的機(jī)制，相關(guān)成果在線發(fā)表于New Phytologist（Chai et al., New Phytologist, 2014）。
該團(tuán)隊(duì)前期研究表明，楊樹(shù)PdC3H17和PdC3H18基因在莖稈中特異表達(dá)，推測(cè)這兩個(gè)基因可能參與細(xì)胞壁的形成（Chai et al., BMC Genomics, 2012）。研究人員進(jìn)一步通過(guò)運(yùn)用EMSA、轉(zhuǎn)基因等技術(shù)，從分子水平上闡明了楊樹(shù)PdC3H17和PdC3H18基因分別是PdMYB3和PdMYB21基因的直接靶標(biāo)，并通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞壁相關(guān)基因的大量表達(dá)，促進(jìn)莖稈形成層分化加快，從而使楊樹(shù)莖稈增粗，導(dǎo)管和纖維細(xì)胞壁加厚。該項(xiàng)研究成果豐富了人們對(duì)細(xì)胞壁分子調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，為林木基因工程育種提供了重要的理論基礎(chǔ)。
上述研究獲得了863、973和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目支持，由周功克研究員主持完成。
圖 1 過(guò)表達(dá)和顯性抑制楊樹(shù)PdC3H17和 PdC3H18基因?qū)ηo稈木質(zhì)部發(fā)育的影響。
顯微鏡下觀察溫室生長(zhǎng)6個(gè)月植株的莖稈橫切面。過(guò)表達(dá)PdC3H17和PdC3H18基因?qū)е虑o稈木質(zhì)部增粗，細(xì)胞壁增厚；顯性抑制這兩個(gè)基因產(chǎn)生相反的表型。過(guò)表達(dá)植株：PdC3H17-OE, PdC3H18-OE；顯性抑制植株：PdC3H17-DR, PdC3H18-DR。xf, 木質(zhì)纖維; ve, 導(dǎo)管。Bars: (a–e) 200 um; (f–j) 50 um.
（生物能源研究所供稿）
原文鏈接: Poplar PdC3H17 and PdC3H18 are direct targets of PdMYB3 and PdMYB21, and positively regulate secondary wall formation in Arabidopsis and poplar, New Phytologist http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.12825/abstract
