白杨杂种木质素合成关键酶PagC3H3调控机制及其在抗虫性改良中的创新应用

来自国内的研究团队针对商用杂交杨树木质素合成效率与抗虫性协同提升的难题，聚焦p-香豆酸3-羟化酶(C3H)关键酶PagC3H3开展研究。通过构建过表达和RNAi抑制的84K杨树转基因株系，发现PagC3H3过表达可显著增加木质素沉积形成物理屏障，使舞毒蛾幼虫取食量降低；RNA-seq揭示985个差异基因共同调控次生细胞壁发育。该研究为林木遗传改良提供了兼具材性优化和生物抗性的新策略。

　　

这项突破性研究揭示了杂交杨树Populus alba × P. glandulosa中PagC3H3基因的双重魔法——这个编码p-香豆酸3-羟化酶(p-coumarate 3-hydroxylase, C3H)的基因不仅是木质素生物合成通路上的核心催化剂，更是植物对抗昆虫的天然防御工程师。科研人员通过基因工程手段在84K杨树克隆中玩转基因表达开关：当过表达PagC3H3时，树木像穿上铠甲般沉积更多木质素，形成让舞毒蛾幼虫无从下口的物理屏障；而用RNA干扰(RNAi)技术敲低该基因时，树木不仅木质素减少，连生长发育都变得孱弱。

RNA测序(RNA-seq)数据展现出令人着迷的分子图景——两组转基因株系中985个基因像被同一根指挥棒调动，其中包括调控次生细胞壁构建的"建筑师"基因群和木质素合成的"原料加工厂"基因。这些发现不仅解开了C3H家族成员PagC3H3如何精细调控木质素分子装配线的谜题，更给林业生物技术专家提供了绝妙的操作手册：通过精准调控这个基因，既能获得更适合造纸的优质木材，又能让树木自带"防虫护甲"，实现生态效益与经济效益的双赢。