杨树叶片若何长大？我国迷信家找到关键基因PtoGRF9

克日，杨树叶片北京林业大学张德强传授课题组在New Phytologist宣告的若何题为“Temporal dynamics of genetic architecture governing leaf development in Populus”的研品评辩说文。

该钻研经由引入叶片发育的国迷关键光阴维度表型数据，经由动态全基因组分割关分裂成，基因零星剖析了杨树叶片发育的杨树叶片遗传调控机制。钻研服从不光填补了多年生林木叶片发育遗传根基不清的若何空缺，也为突破性林木良种选育提供关键实际教育。国迷关键

叶片是基因植物光协熏染的主要场所，也是杨树叶片探究植物器官发育机理精采方式。据钻研表明，若何叶片发育是国迷关键细胞增值与扩展协同熏染的多阶段不断历程，因此，基因零星剖析发育历程的杨树叶片遗传根基，揭示关键调控基因动态退出差距阶段的若何份子机理，是国迷关键深入清晰叶片发育机制的关键。

钻研职员以一年生毛白杨种质资源群体为质料，不断追踪叶片在14个发育光阴点的动态变更，并经由回归模子拟合发育轨迹，精准捉拿妨碍速率变更等叶片发育的典型特色。进一步散漫叶片14个发育光阴点样本的转录组聚类服从与细胞学形态合成发现，杨树叶片发育可分为细胞增殖、细胞增殖向扩展转变以及细胞扩展三个阶段，其叶片发育曲线的变更与发育阶段的转变高度不同（图1）。

图1 叶片刻间序列表型变异及转录组聚类

钻研职员基于群体重测序数据以及光阴维度表型数据睁开全基因组分割关分裂成，发如今毛白杨全基因组判断到42个退出特定发育阶段的基因以及18个退出多个发育阶段的基因中，PtoGRF9（Growth regulating factor 9，妨碍调控因子9）位于共表白收集的中间，是调控叶片发育的关键基因。同时，经由序列合成发现，PtoGRF9外显子地域存在一个清晰SNP（Single nucleotide polymorphism，单核苷酸多态性）位点，其突变削弱了miR396a对于PtoGRF9转录本的剪切功能，导致毛白杨群体内差距总体世叶片表型性状的清晰分解。

钻研服从展现，基于PtoGRF9转基因株系叶片的妨碍曲线拟合下场与细胞学合成证实，PtoGRF9主要退出叶片细胞增殖以及转变阶段的调控（图2）。进一步经由酵母单杂交、EMSA以及双荧光素酶试验证实，PtoGRF9经由在细胞增殖阶段激活PtoHB21的表白，在转变阶段抑制PtoLD的表白，最终负调控叶片发育。

图2 PtoGRF9抑制叶片发育历程中的细胞增殖

据清晰，该钻研揭示了杨树叶片发育的群体遗传变异纪律，剖析了PtoGRF9在杨树叶片发育中的功能机制，构建了叶片发育的遗传调控收集，为意见多年生林木叶片发育的遗传根基提供了新见识。