过表达PtrCWINV2基因通过调控糖分配与光合作用促进杨树生长与木材形成机制研究

来自国内的研究人员针对林木生长缓慢问题，开展了细胞壁转化酶基因PtrCWINV2在杨树中的功能研究。通过转基因技术发现该基因过表达可显著促进植株生长和木材发育，其机制涉及蔗糖分配调控、己糖积累增强及光合能力提升，为林木遗传改良提供了重要靶点基因。

　　

细胞壁转化酶（CWINV）作为转化酶家族成员，催化蔗糖分解为己糖并调控韧皮部糖分装卸。本研究在杂交杨树山新杨（Populus davidiana × Populus bolleana）中过表达PtrCWINV₂基因，发现转基因植株的株高、叶片数量与大小、茎粗及茎叶鲜重均显著增加。显微观察显示其木质部细胞数量和尺寸以及韧皮部厚度明显增大。生理分析表明PtrCWINV₂过表达通过调节蔗糖分配、增强己糖积累和光合碳同化能力，同步提升了纤维素与木质素含量、相关基因表达量、可溶性糖积累、CWINV活性和光合速率。转录组分析进一步证实差异表达基因富集的通路与表型变化高度吻合。该研究表明PtrCWINV₂是促进林木生长的关键候选基因，为木本植物遗传改良提供了理论依据。