紫薇株型遗传解析：全基因组重测序与转录组联合揭示WRKY40调控植物高度的分子机制

本研究通过全基因组重测序（WGRS）结合转录组分析，解析了紫薇（Lagerstroemia indica）矮化品种'Fenjingling'与其高秆突变体间的株型差异。发现WRKY40基因343 bp结构变异（SV）通过调控细胞增殖和木质部伸长影响株高，为木本观赏植物株型改良提供新靶点。（专业术语：SNPs/InDels/VIGS/GA）

　　

Highlight

突变体表型分析显示，与'Fenjingling'相比，突变体（T-MUT）株高增加3.4倍，分枝数减少68.49%。木质部细胞数量和长度分别增长4.2倍和1.9倍，证实细胞增殖与伸长协同调控株型变异。

关键发现

通过全基因组重测序锁定WRKY40基因编码区变异，其343 bp区域（含21个SNPs和3个InDels）经病毒诱导基因沉默（VIGS）验证可改变DNA结合活性。该变异通过激活赤霉素（GA）通路促进细胞分裂周期蛋白（CYCDs）表达，驱动木质部细胞扩张。

讨论

本研究首次将WRKY转录因子从应激响应领域拓展至木本植物发育调控：

1. 创新性发现WRKY40通过"细胞数量-长度双模块"调控株高

2. 结构变异（SV）导致DNA结合域构象变化，影响下游靶基因TCP15;2表达

3. 为木本观赏植物（如紫薇、梅花）株型分子设计提供新策略

结论

WRKY40的343 bp热点区域是紫薇株型调控的分子开关，其通过协调细胞分裂（xylem cell number↑290%）与伸长（cell length↑93.88%）塑造植物三维架构。该成果发表于《Plant Biotechnology Journal》（影响因子13.8）。