基于转录水平解析尾巨桉径向生长对种植密度的响应

作者：陈沫; 何沙娥^*; 陈少雄; 欧阳林男; 张程; 张维耀

来源：林业科学研究, 2021, 34(05): 1-12.

DOI：10.13275/j.cnki.lykxyj.2021.005.001

• 种植密度
• 尾巨桉
• 转录组
• 径向生长
• 调控因子

[目的 ]挖掘和鉴定桉树中响应种植密度的木质部生成关键基因,阐释种植密度影响林木径向生长的分子机制。[方法 ]通过PacBio Iso-Seq和RNA-Seq联合分析,鉴定了在高、低2个种植密度水平下尾巨桉DH32-29主茎的差异表达转录本并利用qRT-PCR进行组织表达分析。[结果 ]分别获得45 490条在主茎中表达的非冗余全长转录本和443条在木质部中差异表达的转录本,并鉴定出60条差异表达的调控因子编码基因。在低种植密度条件下,植株直径生长量显著增加;参与细胞分裂调控的PXL2及其互作基因CUL1和T15D22.7、参与次生壁调控的MYB46、C3H14同源基因和其下游基因CesAs、LACs均上调表达,这些基因很可能是种植密度影响主茎径向生长过程中负责调控细胞分裂和次生壁合成的重要成员;参与筛管发育的NAC86同源基因及参与形成层发育和木质部分化的抑制子PTL同源基因也上调表达,它们可能促进木质部生成,这与草本植物中的功能不同。组织表达分析结果显示:PXL2、CUL1、T15D22.7、NAC86和PTL在韧皮部和木质部中优势表达;MYB46、C3H14、CesA和LAC17在木质部中优势表达。[结论 ]本研究鉴定了一批参与种植密度响应的木质部生成候选基因,构建了种植密度影响尾巨桉径向生长的分子调控网络模型,研究结果为深入解析种植密度影响林木径向生长的分子机制奠定基础。

• 单位
  国家林业和草原局桉树研究开发中心; 南京林业大学