杨树PtSND2,PtSND3基因在木质发育中的功能研究

NAC转录因子在木质发育的次生壁合成中起重要作用。本项目中，我们用嵌合抑制子基因沉默技术来研究杨树次生壁合成相关NAC蛋白2（PtSND2）的功能。RT-PCR、亚细胞定位及转录活性分析表明PtSND2是一个木质发育相关的转录因子，在酵母中具有明显的转录活性，并且该转录活性可以被转录因子抑制子（SRDX）抑制。过表达PtSND2-SRDX的转基因杨树表现功能缺失的表型，根、茎、叶的生长发育都受到明显的抑制。转基因杨树叶片主脉中维管组织的发育明显受到抑制，并且一些和次生发育相关基因的表达也明显降低。转基因杨树茎的次生生长也明显减少，木质纤维次生细胞壁的厚度明显变薄；纤维素和木质素的含量明显降低，并且一些和木质发育相关基因的表达也受到了抑制。转基因杨树茎中活性IAA的含量明显降低；进一步研究发现，IAA含量的改变可能是由于IAA-氨基酸合成基因的上调表达和生长素运输基因的下调表达引起的；一些Aux/IAA、ARF基因的表达也受到明显的抑制。基因芯片分析发现一些激素合成及信号转导基因、次生发育相关基因的表达发生明显的变化。此外，在杨树中过表达PtSND2基因不能提高杨树的生长速度。我们的研究表明PtSND2及其同源基因在杨树的生长发育中起重要作用，尤其在杨树茎的次生发育中。