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学校在速生林木扦插生根调控机制研究和木材合成调控研究中取得重要进展
发布时间:2021-02-25 18:03:41   作者:科技处   审核:科技处   浏览次数:

近日,学校生命科学学院罗克明教授团队在速生林木扦插生根调控机制研究和木材合成调控研究中取得重要进展,具体内容如下。    

关于速生林木扦插生根调控机制研究的重要进展

罗克明教授团队发现控制树木生根性状的关键分子模块microRNA476a-RFL(小RNA476-育性恢复类似基因),揭示了其调控杨树扦插后生根能力的机理,为改善林木生根能力、提高营养繁殖效率提供了新的技术手段,将用于速生林木的分子设计育种。2月3日,相关研究成果以“The microRNA476a-RFL module regulates adventitious root formation through a mitochondria-dependent pathway in Populus”(杨树小RNA476-育性恢复类似基因模块通过线粒体途径调控不定根形成)为题由植物学领域权威期刊New Phytologist(新植物学家)在线发表。

 

罗克明教授介绍,如何通过改善扦插后生根能力从而提高速生林木营养繁殖效率,一直是林木遗传育种的重要目标。然而,林木扦插后根形态建成的调控机理目前知之甚少,其中的关键分子开关尚未被解析。

罗克明教授团队从杨树中鉴定到一个特异性的miR476a(小RNA476a)分子,其能够通过协调线粒体稳态在杨树扦插后生根发育过程中发挥着关键性作用。遗传学实验表明,提高miR476a(小RNA476a)表达水平显著提高杨树扦插苗生根数量,生根时间明显减少,大幅加快了扦插苗的根系形成过程。miR476a(小RNA476a)能够直接切割多个RFL(育性恢复类似)基因,负向调控这些基因的表达。该研究表明,该分子模块下游通过线粒体-生长素信号级联信号途径调控杨树扦插后生根过程。

生命科学学院许长征副教授,硕士生陶媛勋,博士生付小康等为论文并列第一作者,罗克明教授为通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金等项目资助。

论文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17252

 

关于木材合成调控研究的重要进展

木材是人类最早使用的天然材料,至今仍是重要的工业原料,被造纸、板材加工、家具制造、新材料生产等行业广泛使用,与经济生活密切相关。木材的合成依赖于树木茎干径向生长。树木茎干中存在一类呈环状分布并具有持续分裂分化活性的干细胞,被称为维管形成层,维管形成层是木材的最初细胞来源,也是决定木材产量的最关键因素。维管形成层干细胞分裂分化活性的调控一直是林木基础生物学研究领域和木材合成研究的前沿和热点问题。然而,由于其细胞活性调控的复杂性,关于决定维管形成层分裂能力以持续生产木材的机理尚不完全清楚。

 

2月4日,植物学领域权威期刊New Phytologist(新植物学家)在线发表了罗克明教授团队题为“Cytokinin signaling localized in phloem non‐cell‐autonomously regulates cambial activity during secondary growth of Populus stems”(定位于韧皮部的细胞分裂素信号异位调控杨树次生生长过程中的维管形成层活性)的研究论文。该研究报道了在杨树维管形成层活性受到细胞分裂素信号的非细胞自主性调控,这一机制在树木维管形成层活性维持和木材形成过程中发挥关键作用。该研究发现,细胞分裂素是调控维管形成层干细胞的关键激素信号,但是其大量累积在韧皮部,而非维管形成层位置。特异性改变韧皮部位置的细胞分裂素信号强度能够显著调控维管形成层细胞活性进而影响木材产量。这一成果为木材合成和产量调控提供了新见解,更为开展林木新种质设计育种以提高木材产量提供了重要的分子靶点。

生命科学学院博士生付小康为论文第一作者,罗克明教授及许长征副教授为共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金等项目资助。

论文链接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.17255

 

生命科学学院供稿

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