青岛能源所杨树细胞壁形成机制研究取得进展

杨树作为林木研究的模式树种，具有生长速度快、环境适应性强等特点，但其茎秆细胞壁分子调控机制尚不完全清楚。近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所植物代谢工程团队柴国华等研究人员从分子水平上揭示了杨树PdC3H17和PdC3H18调控茎秆细胞壁形成的机制，相关成果在线发表于New Phytologist（Chai et al., New Phytologist, 2014）。

该团队前期研究表明，杨树PdC3H17和PdC3H18基因在茎秆中特异表达，推测这两个基因可能参与细胞壁的形成（Chai et al., BMC Genomics, 2012）。研究人员进一步通过运用EMSA、转基因等技术，从分子水平上阐明了杨树PdC3H17和PdC3H18基因分别是PdMYB3和PdMYB21基因的直接靶标，并通过诱导细胞壁相关基因的大量表达，促进茎秆形成层分化加快，从而使杨树茎秆增粗，导管和纤维细胞壁加厚。该项研究成果丰富了人们对细胞壁分子调控机制的认识，为林木基因工程育种提供了重要的理论基础。

上述研究获得了“863”、“973”和国家自然科学基金等项目支持，由周功克研究员主持完成。

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过表达和显性抑制杨树PdC3H17和 PdC3H18基因对茎秆木质部发育的影响。显微镜下观察温室生长6个月植株的茎秆横切面。过表达PdC3H17和 PdC3H18基因导致茎秆木质部增粗，细胞壁增厚；显性抑制这两个基因产生相反的表型。过表达植株：PdC3H17-OE, PdC3H18-OE；显性抑制植株：PdC3H17-DR, PdC3H18-DR。xf, 木质纤维; ve, 导管。Bars: (a–e) 200 um; (f–j) 50 um。