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文章标题：Transcription factor PagMYB31 positively regulates cambium activity and negatively regulates xylem development in poplar
中文标题：转录因子 PagMYB31 正向调节杨树形成层活性，负向调节木质部发育
发表期刊：Plant Cell
发表时间：2024年05月
影响因子：10.0/Q1
研究背景
本研究聚焦于杨树（Populus alba × Populus glandulosa）中PagMYB31转录因子的作用，探索其在形成木材过程中对维管形成层活动和次生细胞壁合成的调控机制，旨在揭示木材形成的关键分子调控网络。
研究方法
研究者通过基因突变、过表达和RNA干扰等遗传操作，结合转录组分析、ChIP-qPCR、Y1H实验和效应子-报告基因分析等分子生物学技术，揭示PagMYB31如何直接调控形成层细胞增殖和次生细胞壁合成相关基因，进而影响杨树木材形成。
研究结果
1.PagMYB31 在白 P. × P. glandulosa 茎的各种类型的细胞中表达
RNA-seq数据显示PagMYB31在杨树分化木质部高表达。RT-qPCR验证其在木质部和幼根中丰度高，叶片和韧皮部低。GUS染色揭示其在维管束和形成层的表达，PagMYB31蛋白定位于细胞核。
2.CRISPR 介导的 PagMYB31 敲除影响形成层活性、木质部细胞扩增和 SCW 生物合成
通过CRISPR/Cas9技术，在杨树中敲除了PagMYB31基因，发现突变体生长速率减缓，木质部发育增强，细胞壁增厚，纤维细胞机械性能提高。
3.与 PagMYB31 突变相比，杨树中 PagMYB31 或嵌合 PagMYB31：SRDX 的 OE 具有相反的效果
创建PagMYB31过表达和抑制转基因品系。与野生型相比，这些转基因植物生长速度减慢，木质部变窄，纤维素和木聚糖含量降低，而木质素含量无显著变化。
4.转录组分析显示 PagMYB31 是 SCW 形成的负调节因子
对2个月大杨树的分化木质部进行了转录组分析，发现与WT相比，突变体和OE中共有1892个差异表达基因，主要涉及细胞壁形成，表明PagMYB31扰动影响次生细胞壁合成。
5.PagMYB31 通过直接抑制调节 SCW 生物合成的关键 TF 基因来调节 SCW 的形成
通过ChIP-seq/qPCR，确定了252个PagMYB31直接靶基因，涉及次生细胞壁合成，其中31个基因的启动子被PagMYB31结合，影响木质部发育。
6.PagMYB31 正向调节形成层活性
myb31突变体形成层细胞减少，OE转基因增加，PagMYB31正向调控形成层活性。RNA-seq分析显示PagMYB31直接影响形成层相关基因表达，包括PagWOX4、VCM2、MYB199等。ChIP-seq和Y1H证实PagMYB31直接作用于这些基因的启动子。
7.PagMYB31 调节细胞扩增和生长
myb31突变体木质部细胞和形成层细胞较大，壁修饰酶基因表达差异显著。ChIP-seq和Y1H证实PagMYB31直接调控多个壁修饰酶基因，影响细胞扩增。
8.PagMYB31 介导的 TRN
构建了PagMYB31介导的转录调控网络，包含58个TF-DNA互作，直接调控细胞扩增、PCD和SCW合成，影响壁修饰酶基因表达。
文章小结
本研究揭示了转录因子PagMYB31在杨树木材形成中的双重作用，通过构建PagMYB31调控网络，发现其正向调控形成层活性，负向调控木质部细胞扩张和次生细胞壁合成。创新点在于直接鉴定PagMYB31的靶基因，为林木生长调控提供了新的分子机制。对这种思路感兴趣的老师，欢迎联系小编！
