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Plant Communications（国际植物学知名期刊Molecular Plant的姐妹刊）上在线发表了题为“A PtrLBD39-mediated transcriptional network regulates tension wood formation inPopulus trichocarpa”的研究论文。该研究解析了PtrLBD39转录因子介导的杨树应拉木形成的转录调控网络，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。
应拉木是阔叶树在响应重力或机械力胁迫下形成的一种特殊木材（图1）。相对于正常木材，应拉木具有独特的性状，纤维素含量增加，存在胶质纤维，木质素含量降低，更容易转化成生物质能源。关于应拉木形成的生物学过程，之前多是在解剖结构及化学成分层面的研究，其分子调控机制尚不清楚。
图1杨树应拉木的形成
该团队利用激光显微切割技术收集杨树应拉木形成过程中的木质部细胞进行RNA-seq分析，鉴定出调控应拉木形成的关键转录因子基因PtrLBD39及其同源基因PtrLBD22，并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制杨树ptrlbd39/22双突变体。在重力或机械力胁迫下，杨树ptrlbd39/22双突变体的应拉木形成受到显著抑制，不对称生长明显减弱，并且纤维素含量降低而木质素含量增加。通过整合分析杨树突变体的RNA-seq数据和PtrLBD39转录因子的ChIP-seq数据，建立了PtrLBD39介导的杨树应拉木形成的转录调控网络（图2）。综合分析以上结果表明，PtrLBD39通过直接控制26个应拉木响应转录因子调节木材组分合成相关基因表达进而调控杨树应拉木形成。
图2 PtrLBD39转录因子介导的杨树应拉木形成的转录调控网络
东北林业大学林学院在读博士研究生于晶为该论文第一作者，李伟教授为该论文的通讯作者，姜立泉教授参与指导该项工作。该研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。
论文下载网址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590346221001565
