我校科研组揭示了剪接变体调控林木次生生长新机制

近期，我校林学院林木遗传育种国家重点实验室姜立泉教授团队在国际顶尖学术期刊——美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS，综合类期刊1区，IF=10.414）发表题为“Reciprocal cross-regulation of VND and SND multigene TF families    for wood formation in Populus trichocarpa”的研究论文。论文的第一作者为团队的林盈仲副教授，其他参与作者包括了重点实验室的7位成员。

该研究发现木本植物中控制次生细胞壁发育的主要调控者PtrVND6-C1和PtrSND1-A2，分别存在一个剪接变体PtrVND6-C1^IR和PtrSND1-A2^IR，这两个剪接变体可以作为负调控者交互调控PtrSND1和PtrVND6家族成员的表达。这一发现阐明了剪接变体参与调控木材形成的新机制，为林木的遗传改良奠定了最新的理论基础。

木材是木本植物进行次生生长的产物，是重要的可再生资源，可以用来工业生产和能源产出。次生细胞壁是木材的重要组成部分，一系列重要的转录因子参与调控次生细胞壁的形成，已有研究报道NAC转录因子家族成员Vascular-Related NAC Domain (VND)和Secondary Wall-Associated NAC Domain (SND)是参与调控次生细胞壁的形成的关键转录因子。本团队2012年在PNAS（http://www.pnas.org/content/109/36/14699.short）报道了PtrSND1-A2的剪接变体PtrSND1-A2^IR作为一个负调控者抑制了除了PtrSND1-A2自身以外的所有PtrSND1家族成员的表达，因此我们猜测可能存在一个未知的机制去调控PtrSND1-A2的表达。本研究对2012年报道进行了后续研究，发现NAC转录因子家族成员PtrVND6-C1存在一个功能相类似的剪接变体PtrVND6-C1^IR，PtrVND6-C1^IR可以抑制PtrVND6家族所有成员的表达除了PtrVND6-C1。此外，我们还发现PtrVND6-C1^IR和PtrSND1-A2^IR同时可以作为负调控者交互调控PtrSND1和PtrVND6成员的表达，即PtrVND6-C1^IR在抑制PtrVND6家族成员的同时还可以抑制包括PtrSND1-A2在内的所有PtrSND1成员；同样PtrSND1-A2^IR可以抑制包括PtrVND6-C1在内的所有VND成员。以上试验结果表明在林木发育的过程中，存在PtrVND6和PtrSND1家族成员的剪接变体交互调控PtrSND1和PtrVND6家族成员表达的新机制。这种新机制可能作为一种普遍的现象存在于NAC转录因子家族以及其他转录因子家族，同时阐明了剪接变体潜在的新功能。

本研究得到了国家自然基金委自然基金重点项目的支持。