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速生树木所在桉树维管形成层活性调控研究方面取得新进展

发布者:刘果 [发表时间]:2023-11-01 [来源]: [浏览次数]:

木材是重要的工业原料和可再生资源,也是我国绿色发展的重要战略资源。木材是由维管形成层产生的次生木质部。维管形成层活动主要包括形成层增殖和通过次生生长形成维管组织,从而向内产生新的次生韧皮部,向外产生次生木质部,导致树木不断增厚和木材形成。因此,维管形成层是决定木材产量的最关键因素。然而,木材的形成是一个复杂的生物过程,受到多种基因的严格调控。因此,通过对不同树龄维管形成层的分子水平研究,可以识别参与木材形成的关键基因,为进一步解释木材形成的分子调控机制提供有价值的参考。

本研究以尾巨桉(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis4个不同树龄的维管形成层为研究材料,基于维管形成层组织中纤维素、半纤维素和木质素含量在不同树龄尾巨桉中存在显著差异,利用三代PacBio平台对尾巨桉4个不同林龄的维管形成层组织进行了转录本定性分析,共鉴定到59,770个非冗余转录本,并完善了桉树基因组的注释信息。同时,结合二代Ilumina平台产生的对应样本的转录组数据,对三代全长转录组鉴定到的转录本进行了定量分析,不同样本分组比较共筛选出1892个差异表达基因。本研究着重分析了不同林龄尾巨桉维管形成层中与细胞分裂分化、细胞壁生物合成、植物激素相关的差异表达基因及相关转录因子的表达趋势,并利用RT-qPCR技术验证了这些响应树龄变化的基因表达量。本研究发现Expansin,Kinesin,Cycline,PAL,GRP9,KNOX,C2C2-dof,REV等基因对尾巨桉的木材形成有积极作用,而NACMYBHD-ZIP IIIRPKRAP等基因家族成员由于其复杂的转录网络和冗余功能,在木材形成过程中发挥着不同的调控作用。

相关研究结果以题为“Genes expression profiles in vascular cambium ofEucalyptus urophylla×Eucalyptus grandisat different ages”发表在《BMC Plant Biology》上。速生树木所张国武教授级高级工程师为该论文通讯作者,刘果副研究员为第一作者。该研究得到十四五国家重点研发计划项目、广东省林业科技创新项目和国家自然科学基金的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1186/s12870-023-04500-8