转录因子PsnERF1调控杨树的叶片形态发育

《Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)》：Transcription factor PsnERF1 regulates leaf morphological development in poplar

本研究通过RNA-seq分析杨树三种品系叶片形态差异，发现转录因子PsnERF1在调控叶片发育中起关键作用，其过表达显著抑制叶片生长，为培育新品种提供新思路。

　　

摘要

叶片形态的生成受到发育基因精确转录调控的支配，这种调控同时协调了器官边界的形成和形态模式的形成。然而，参与调控杨树叶片形态发育的分子机制仍知之甚少。在本研究中，选择了三株叶片形状和表型存在显著差异的杨树（Populus simonii × P. nigra）作为实验材料，并测定了不同株系的叶片形态特征。此外，还利用RNA-seq转录组测序技术筛选差异表达基因（DEGs），以揭示杨树叶片形态生成的分子调控机制。研究结果表明，不同株系之间的叶片大小存在显著差异：B6-44和B7-71的叶片面积较小，长宽比也低于B7-18。细胞分析显示，与B7-18相比，B6-44和B7-71的叶片上表皮细胞较小，但细胞密度较高且细胞形状较长；而下表皮则呈现相反的趋势。此外，B7-18的主脉中的木质部、栅栏组织和海绵组织发育更为成熟。通过全面的转录组分析，我们确定了PsnERF1是杨树叶片发育中一个关键的差异表达转录因子。为了研究其功能作用，我们在84 K杨树（Populus alba × P. glandulosa）中生成了过表达PsnERF1的转基因株系。与野生型植株相比，PsnERF1的过表达显著抑制了叶片的发育。本研究显著提升了我们对杨树叶片形态生成和发育分子机制的理解，同时为培育新的杨树品种提供了新的研究方法。