來源 | Mol Plant
森林樹木粗壯挺拔，年復一年不斷長大，其生長過程依賴於莖稈內維管形成層細胞的分生活性。維管形成層細胞分裂增生、分化產生次生木質部組織，使樹木莖稈呈現季節性地不斷增粗。目前，對樹木莖稈增粗生長的分子調控機制還很不清楚。
近日，中科院分子植物科學卓越創新中心李來庚研究組在Plant Communications發表題為Two MADS-box genes regulate vascular cambium activity and secondary growth via modulating auxin homeostasis in Populus的研究論文。該研究發現兩個MADS-box基因在調控樹木增粗生長中發揮關鍵作用。
本研究發現兩個未知功能的同源MADS-box基因（VCM1 和 VCM2）在維管形成層和次生木質部分化區域細胞中特異高表達。在楊樹中抑制VCM1和 VCM2的表達，增強維管形成層細胞分裂活性，促進增粗生長。過表達則呈現相反表型。研究結果顯示VCM1和 VCM2直接調控了生長素轉運蛋白PIN5的表達，而PIN5則將胞質內生長素轉運到內質網中，降低胞質內生長素的濃度，影響維管形成層區域細胞內生長素信號強度，實現對維管形成層分裂活性和木質部分化的調控。
A proposed model for VCM1 and VCM2 involvement in regulation of secondary growth
該研究揭示了一種通過改變細胞內生長素狀態調植物莖稈次生生長的新機制，深化了對木本植物次生生長的分子調控機制的認識。VCM1和 VCM2基因功能的闡明對培育高產樹木提供了新的啟示，對木材材性改良提供了新的可操作的目標基因。
博士研究生鄭帥為本論文的第一作者，李來庚研究員為本論文的通訊作者。本研究得到了科技部、國家自然基金委和中科院等項目的資助。
https://doi.org/10.1016/j.xplc.2020.100134
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