桦树叶片形态发生机制新发现：BpHHO4 基因的关键作用

为探究桦树叶片形态发生机制，研究发现 BpHHO4 基因影响叶片形态，助力木本植物遗传改良。

　　叶片形态发生受复杂遗传网络调控，与植物生长发育密切相关。然而，桦树叶片形态发生，尤其是叶片大小调控和叶脉模式形成的分子机制仍不明确。在此研究中，发现一些类金色 2（GOLDEN2-LIKE，GLK）转录因子在主脉发育的一个或多个阶段存在差异表达。在桦树中，鉴定出 35 个 GLK 家族成员，它们共享一个保守性较低的 Myb-DNA 结合结构域。GLK 家族可分为四大类，其基因结构、基序组成和理化性质存在显著差异。BpGLKs 的启动子序列含有与发育、激素和胁迫相关的顺式作用调控元件。一个编码 HRS1 同源 4 蛋白（HRS1 homolog4 protein，HHO4）的基因被命名为 BpHHO4，它在主脉发育过程中高表达。过表达和抑制 BpHHO4 会对幼苗高度、分枝数、叶片形态以及抗氧化酶活性产生抑制作用。此外，过表达和抑制 BpHHO4 的转基因植株在主脉结构、栅栏组织和海绵组织的解剖特征上呈现相反的变化。与非转基因植株相比，过表达 BpHHO4 的转基因植株中过氧化氢（H₂O₂）和丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量显著增加，而抑制 BpHHO4 的转基因植株叶绿素含量显著增加。总体而言，这些发现为 BpHHO4 在改变叶片形态特征中的分子作用提供了有价值的见解，最终有助于通过改变叶片维管系统的几何和拓扑表型对木本植物进行遗传改良。