华中农大与瑞典农业科学大学找到林木干细胞响应节侯变化的开关

倘若时光有形态，那定是林木的模样：春的萌蘖、夏的葱郁、秋的纷落、冬的静默！这所有宏观的变迁，其最微观的源头，都指向同一群生命的原点——这是属于林木干细胞的轮回。树木干细胞作为树木季节更迭在的“指挥”，它们如何精准感知环境，实现与自然节律的完美同步？这背后，又书写着怎样的遗传密码？

2025年11月，华中农业大学丁寄花教授团队联合瑞典农业科学大学Ove Nilsson教授团队在PNAS杂志在线发表题为Genetic Control of Seasonal Meristem Arrest in Trees的研究成果给出了答案！该研究首次确定杨树AP2-like转录因子在决定林木顶端干细胞活性中的核心作用，揭示了其在进化中的功能重塑：从一年生植物“生命终结开关”到多年生林木“季节调度员”的功能转变。

杨树携带许多可以相互补偿的AP2-like基因，揭示AP2-like的功能需要付出巨大的技术努力。为了揭示它们的全部功能，研究人员使用CRISPR-Cas9基因编辑技术敲除了不同的基因组合——最终创造了六重突变体，包括其中所有十二个等位基因（六个相关基因各有两个拷贝）被同时失活。直到那时，潜在的机制才变得清晰。通过比较基因组学、遗传学与功能实验相结合的方法，研究团队系统阐释了该基因在多年生林木中的表达模式与调控网络，明确了其在维持顶端分生组织活性、调控季节周期性生长中的核心地位。该工作为我们理解多年生植物生存策略演化提供重要遗传基础。

林木季节性生长是林木生存、质量与品质的关键，该研究为林木分子设计育种提供了重要靶点与理论支撑，助力创制具有节律适应性强、生长特性优良的新型林木种质，对应对全球气候变化、推动林业可持续发展具有重要意义。

华中农业大学树木分子物候团队博士生王珺、博士后廖晓利、博士生吴智浩、瑞典农业科学大学Shashank Sane博士为论文共同第一作者，丁寄花教授和瑞典农业大学Ove Nilsson教授为共同通讯作者。该研究由国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目资助。

团队简介

华中农业大学树木分子物候团队长期致力于树木适应性生长机制研究与林木种质创新。研究成果在PNASNature CommunicationsPlant Cell等杂志上发表。团队欢迎对课题组研究方向感兴趣的，且有遗传学、分子生物学或生物信息学背景的研究生、新晋博士加入。