陕西
近日，西南科技大学生命科学与农林学院谭文荣特聘教授、姚银安教授团队在New Phytologist发表了题为The MYC2-MYB113 module governs JA signaling to regulate anthocyanin accumulation and secondary wall thickening under high light in Populus的研究论文。该研究针对林木幼苗存活易受高光胁迫影响，创制了具备强高光胁迫抗性的紫叶杨树转基因杨树新种质，为抗逆林木育种提供了分子靶标和理论依据。
在荒漠、半荒漠及部分高辐射生态区域开展人工造林时，树木幼苗往往长期暴露于强光环境中，持续高光会诱导活性氧大量积累，引发光氧化损伤、生长抑制，严重时甚至导致幼苗死亡，对造林成活率和林分稳定性造成不利影响，限制了多年生树木的生产力。
围绕 “如何提高树木高光耐受性” 这一问题，研究团队利用转录组分析筛选到一个 R2R3-MYB 转录因子PtoMYB113在树木抵抗高光胁迫中具有重要功能。在杨树中过量表达该基因后，会导致叶片变紫、茎秆木质化加重、导管变小等高光适应性性状的形成；利用基因编辑技术敲除该基因后，会导致杨树高光抗性严重损害，叶片不能积累花青素，茎部响应高光钝化，暗示了该基因是抗高光林木分子设计的潜在靶点。
该研究建立了 JA-MYC2-MYB113 介导木本植物高光适应的调控模型。高光刺激诱导内源 JA 积累并激活转录因子PtoMYC2a；随后，PtoMYC2a 直接结合并上调 PtoMYB113 的表达，进一步协同促进花青素合成和次生细胞壁加厚，同时抑制细胞扩张与纤维伸长，在生长与逆境适应之间实现动态平衡（图1）。该模块不仅增强了叶片的光保护和抗氧化能力，也促进了木质部结构重塑与维管加固，从而提升杨树对持续高光环境的适应性。该项研究揭示了杨树在强光环境下“如何保护自己”的内在机制：它既会给叶片“加防晒霜”，也会给茎秆“加固筋骨”。这不仅加深了人们对木本植物逆境适应规律的认识，也为培育适合高光、干旱等困难环境的林木新品种提供了新的分子靶标和理论依据。
图1. MYC2-MYB113调控树木高光抗性的分子模型
西南科技大学谭文荣特聘教授与姚银安教授为共同通讯作者，在读博士研究生兰飞燕、已毕业硕士研究生张强与在读研究生康宇为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金和西南科技大学龙山人才计划等项目的支持。
http://doi.org/10.1111/nph.71235
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