陜西
近日，西南科技大學生命科學與農林學院譚文榮特聘教授、姚銀安教授團隊在New Phytologist發表了題為The MYC2-MYB113 module governs JA signaling to regulate anthocyanin accumulation and secondary wall thickening under high light in Populus的研究論文。該研究針對林木幼苗存活易受高光脅迫影響，創制了具備強高光脅迫抗性的紫葉楊樹轉基因楊樹新種質，為抗逆林木育種提供了分子靶標和理論依據。
在荒漠、半荒漠及部分高輻射生態區域開展人工造林時，樹木幼苗往往長期暴露于強光環境中，持續高光會誘導活性氧大量積累，引發光氧化損傷、生長抑制，嚴重時甚至導致幼苗死亡，對造林成活率和林分穩定性造成不利影響，限制了多年生樹木的生產力。
圍繞 “如何提高樹木高光耐受性” 這一問題，研究團隊利用轉錄組分析篩選到一個 R2R3-MYB 轉錄因子PtoMYB113在樹木抵抗高光脅迫中具有重要功能。在楊樹中過量表達該基因后，會導致葉片變紫、莖稈木質化加重、導管變小等高光適應性性狀的形成；利用基因編輯技術敲除該基因后，會導致楊樹高光抗性嚴重損害，葉片不能積累花青素，莖部響應高光鈍化，暗示了該基因是抗高光林木分子設計的潛在靶點。
該研究建立了 JA-MYC2-MYB113 介導木本植物高光適應的調控模型。高光刺激誘導內源 JA 積累并激活轉錄因子PtoMYC2a；隨后，PtoMYC2a 直接結合并上調 PtoMYB113 的表達，進一步協同促進花青素合成和次生細胞壁加厚，同時抑制細胞擴張與纖維伸長，在生長與逆境適應之間實現動態平衡（圖1）。該模塊不僅增強了葉片的光保護和抗氧化能力，也促進了木質部結構重塑與維管加固，從而提升楊樹對持續高光環境的適應性。該項研究揭示了楊樹在強光環境下“如何保護自己”的內在機制：它既會給葉片“加防曬霜”，也會給莖稈“加固筋骨”。這不僅加深了人們對木本植物逆境適應規律的認識，也為培育適合高光、干旱等困難環境的林木新品種提供了新的分子靶標和理論依據。
圖1. MYC2-MYB113調控樹木高光抗性的分子模型
西南科技大學譚文榮特聘教授與姚銀安教授為共同通訊作者，在讀博士研究生蘭飛燕、已畢業碩士研究生張強與在讀研究生康宇為共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金、四川省自然科學基金和西南科技大學龍山人才計劃等項目的支持。
http://doi.org/10.1111/nph.71235
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