楊樹作為林木研究的模式樹種，具有生長速度快、環境適應性強等特點，但其莖稈細胞壁分子調控機制尚不完全清楚。近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所植物代謝工程團隊柴國華等研究人員從分子水平上揭示了楊樹PdC3H17和PdC3H18調控莖稈細胞壁形成的機制，相關成果在線發表于New Phytologist（Chai et al., New Phytologist, 2014）。  

　　該團隊前期研究表明，楊樹PdC3H17和PdC3H18基因在莖稈中特異表達，推測這兩個基因可能參與細胞壁的形成（Chai et al., BMC Genomics, 2012）。研究人員進一步通過運用EMSA、轉基因等技術，從分子水平上闡明了楊樹PdC3H17和PdC3H18基因分別是PdMYB3和PdMYB21基因的直接靶標，并通過誘導細胞壁相關基因的大量表達，促進莖稈形成層分化加快，從而使楊樹莖稈增粗，導管和纖維細胞壁加厚。該項研究成果豐富了人們對細胞壁分子調控機制的認識，為林木基因工程育種提供了重要的理論基礎。  

　　上述研究獲得了863、973和國家自然科學基金等項目支持，由周功克研究員主持完成。 

　　圖 1 過表達和顯性抑制楊樹PdC3H17和 PdC3H18基因對莖稈木質部發育的影響。 

　　顯微鏡下觀察溫室生長6個月植株的莖稈橫切面。過表達PdC3H17和PdC3H18基因導致莖稈木質部增粗，細胞壁增厚；顯性抑制這兩個基因產生相反的表型。過表達植株：PdC3H17-OE, PdC3H18-OE；顯性抑制植株：PdC3H17-DR, PdC3H18-DR。xf, 木質纖維; ve, 導管。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