PtoTCP20-miR396d-PtoGRF15级联信号在杨树维管组织发育中的调控作用

　　

植物次生维管组织具有营养物质运输、信号传递和机械支撑等重要功能，并且次生维管组织发育作为树木重要特征是木材形成的生物学基础。次生维管组织发育需要植物激素、转录因子和miRNAs等多种调控机制协同调控。

2022年11月22日，北京大学生命科学学院、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室贺新强教授课题组以“The PtoTCP20-miR396d-PtoGRF15 module regulates the secondary vascular development in Populus”为题，在Plant Communications在线发表研究论文，揭示了PtoTCP20-miR396d-PtoGRF15级联信号在毛白杨维管组织发育中的调控作用。

该研究以毛白杨为材料，通过弦向冰冻切片技术获得了原形成层、初生维管组织、维管形成层、次生韧皮部和次生木质部材料，并与茎顶端分生组织材料一起进行了转录组和miRNA组测序，对毛白杨维管组织发育过程中转录组和miRNA组的动态变化和相互作用机制进行了深入的分析研究，发现了PtoTCP20-miR396d-PtoGRF15级联信号在毛白杨维管组织发育过程中的时空表达变化。MiR396d的表达水平从初生到次生维管组织发育逐渐增加，而PtoGRF15的表达水平逐渐降低。进一步研究发现，PtoTCP20可以激活miR396d前体基因转录，而miR396d靶向PtoGRF15以调节其表达。与野生型植株相比较，35S:miR396d转基因杨树表现出次生生长增强，而PtoTCP20-SRDX、35S:STTM396和35S:PtoGRF15转基因杨树均表现出次生生长延迟。

该研究通过组学分析、遗传转化、生化和分子实验发现并验证了PtoTCP2-miR396d-PtoGRF15信号级联在次生维管组织发育中的作用，为全面揭示植物次生维管组织发育调控网络提供了新的实验依据。

PtoTCP20-miR396d-PtoGRF15级联信号在杨树维管组织发育中的调控模型

贺新强课题组博士研究生王凌妍和博士毕业生侯婕为该论文的共同第一作者，贺新强为论文通讯作者，贺新强课题组已出站博士后许会敏博士，博士研究生张羽飞、黄润洲等参与了部分实验工作。该研究得到了国家自然科学基金的资助。