解析杂种杨 QB3 木质部快速生长机制：基因、代谢物与杂种优势的深度探究

杨树杂交能带来优良性状，但杂种优势分子机制不明。研究人员以 QB3 为对象，通过转录组和代谢组分析发现，其生长优势源于生长素、油菜素内酯（BR）相关基因上调及木质素积累，还增强了对灰霉病抗性。该研究为森林遗传育种提供理论与实践指导。

　　杨树（Poplar）作为广泛分布于北半球的速生能源树种，有着重要的生态和经济价值。杨树杂交现象普遍，其后代常具备优良的生长和抗逆性状，然而杂种优势的分子机制仍有待研究。经过数十年的杂交育种工作，从银白杨（P. alba）×（银白杨 × 腺毛杨（P. glandulosa））中选育出了高生长速率的杂交后代秦白 3 号（QinBai3，QB3），这为探究杂种优势的分子机制提供了理想模型。
研究发现，QB3 的株高、地径和木质部厚度远高于 I101 和 84K。通过转录组和实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）分析发现，与营养生长、油菜素内酯（brassinosteroid，BR）和生长素（auxin）激素信号相关的杨树调控基因在 7 月的表达水平相较于 2 月显著升高。同时，与亲本相比，QB3 在木质部和韧皮部合成过程中表现出更多特异性上调的基因，尤其是 PalOPS 和 PalPRX52。不过，在应对某些非生物胁迫（如缺水和紫外线 B（UV-B）照射）时，发现有更多基因下调。
代谢组分析表明，QB3 中木质素和花青素水平显著增加，这一结果与转录组数据相符。此外，化学分析证实了 QB3 中木质素和花青素的大量积累，这表明木质素积累的增加可能提高了 QB3 的茎生长速率。令人惊讶的是，QB3 对灰葡萄孢（Botrytis cinerea B05.10）的抗性显著增强，且伴随着花青素的积累。
该研究深入揭示了杂种杨快速生长和抗逆性的分子机制，为森林遗传育种提供了新的理论基础和实践指导。