植物激素协调杨树中木质素生物合成途径适应季节性变化

【作者】 晁楠； 陈伟奇； 曹旭； 盖颖； 刘利；

【机构】 江苏科技大学生物技术学院； 中国农业科学院蚕业研究所； 北京市工业技师学院食品检测中心； 北京林业大学生物技术学院；

【摘要】 温带木本植物遭受季节变化引起的环境压力。季节变化影响树木形成层的活动,从而导致每年的生长周期。在本研究中,我们提供了一个模型,用于植物激素协调木质素单体生物合成,以应对季节变化。首先,在毛白杨中鉴定出27个核心木质素相关基因,并在木质化组织中共表达。结合空间和季节表达分析以及毛白杨植物激素的季节动态变化,我们发现杨树以Winter-Down模式重组了植物激素(细胞分裂素,IAA和ABA)的生物合成和转运途径,导致形成层细胞中细胞分裂素、IAA和ABA含量减少。参与木质素单体前体生物合成的相关基因也发现了相同的表达模式。木质素单体特异合成途径基因PtoCAD1、2、8、PtoCCR1、7和PtoF5H2显示出相反的冬季表达模式。我们认为1)植物激素如细胞分裂素、IAA和ABA调节形成层活性并协调木质素单体生物合成,特别是该途径上游的成分来响应季节变化;2)羟基肉桂酰辅酶A酯生物合成的抑制和冬季木质素单体的积累为毛白杨度过寒冷冬季以及次年春天的快速生长提供了物质基础。更多还原