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Hortic Res | 河北农业大学林学院杨敏生、王进茂课题组揭示107杨砧木调控毛白杨接穗生长的分子机制

  • 2026-10-27 23:29:19
Hortic Res | 河北农业大学林学院杨敏生、王进茂课题组揭示107杨砧木调控毛白杨接穗生长的分子机制
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嫁接作为经典的无性繁殖技术被广泛应用于农林生产。选择合适的砧木不仅能提高接穗的成活率,还能赋予植株更强的环境适应能力和优良性状。然而,砧木信息究竟如何跨越嫁接面影响接穗的基因表达、代谢变化乃至最终的表型形成,其深层的调控机制仍有待进一步解析。木本植物生长周期长,基因组相对复杂,因此关于木本嫁接植物中移动RNA对接穗调控作用的研究较少,尤其是移动lncRNA,木本植物几乎没有涉及。

2026年第7期,Horticulture Research 上线了(Advance Access)河北农业大学林学院杨敏生和王进茂课题组题为 Integrated multi-omics analysis reveals the molecular mechanism underlying poplar 107 rootstock–mediated regulation of Populus tomentosa scion growth 的研究论文。该研究通过多组学联合分析揭示107杨砧木调控毛白杨接穗生长的分子机制,揭示了杨树异砧嫁接植物mRNA和lncRNA的运输及调控规律。

该研究采用速生、扦插成活率高的107杨和材质优良、但扦插成活率低的毛白杨互为嫁接,发现异砧嫁接促进了毛白杨接穗的生长,接穗内碳固定相关代谢物的积累增加,呼吸与防御相关代谢物的积累减少,净光合速率提高。

砧穗间移动的mRNAs和lncRNAs对毛白杨接穗生长的调控作用不同,其中,移动mRNAs主要影响接穗氨基酸代谢通路相关的基因表达,而移动lncRNAs主要影响接穗能量代谢相关的基因表达;向下运输的lncRNAs未在107杨砧木中预测到靶基因。
可移动的mRNAs和lncRNAs在砧穗中均存在全长运输和片段运输;向下运输的mRNAs和lncRNAs在供体组织中的转录丰度与在受体组织中的转录丰度具有显著相关性,而向上运输的mRNAs和lncRNAs在供体组织中的转录丰度与在受体组织中的转录丰度相关性不显著;受体组织中移动mRNAs的整体转录丰度低于供体组织,而移动lncRNAs的整体转录丰度高于供体组织。
转录组和代谢组联合分析发现,与移动RNA有关的类黄酮生物合成通路在砧木促进接穗生长的过程中起重要作用,其中,被注释为Aspartate aminotransferase的POTOM_056827 的上调表达与mRNA的移动有关,且与山奈酚的积累呈显著正相关。将山奈酚作为关键代谢物,可通过根施使本氏烟草的活性氧损伤降低,净光合速率提高,生长加快。
该研究初步解析了杨树异砧嫁接植物mRNA和lncRNA的运输及调控规律,以期为嫁接技术的合理利用提供理论参考。
河北农业大学林学院的博士生武江昊和青年教师任亚超为论文的共同第一作者,杨敏生教授和王进茂教授为共同通讯作者,博士生王春雨、杨开宇和江敏参与了本项研究工作。本研究得到了农业生物育种重大项目和河北省重点研发项目的支持。

文章链接:

https://doi.org/10.1093/hr/uhag086

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About Horticulture Research

《园艺研究(英文)》(Horticulture Research)是由南京农业大学主办的学术期刊,主要刊载园艺作物的基础和理论研究,包括遗传学、育种、组学和演化、园艺作物的起源及驯化、生物技术、生物化学、生理学和细胞与分子生物学,环境互作生物学等。科睿唯安JCR2025影响因子:9.5,位于园艺一区(第2/45名),植物科学一区(第12/285名),遗传学一区(第9/192名)。2026年新锐分区:位于园艺小类一区,植物科学小类一区,遗传学小类一区,农林科学大类一区(Top期刊)。2019年入选中国科技期刊卓越行动计划一期领军期刊,2024年入选中国科技期刊卓越行动计划二期英文领军期刊,2025年入选江苏科技期刊卓越行动计划领军期刊。2026年荣获第六届中国出版政府奖期刊奖。

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