木材是重要的工業(yè)原料，在國民經濟中占有重要的地位。木材主要來源于木本植物次生木質部的連年積累，受到多因素的復雜調控，有待進一步闡明。生長調節(jié)因子（Growth Regulating Factor, GRF）參與植物根、莖、葉、花、果實生長發(fā)育的調控，是重要的植物生長發(fā)育調節(jié)基因。近年來研究人員發(fā)現(xiàn)GRF基因在提高禾本科植物產量方面具有巨大潛質，從而使其受到廣泛關注。
 

       JIPB近日在線發(fā)表了中國林科院林業(yè)所盧孟柱課題組題為“PagGRF12a interacts with PagGIF1b to regulate secondary xylem development through modulating PagXND1a expression in Populus alba × P. glandulosa”（https://doi.org/10.1111/jipb.13102）的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)楊樹生長調節(jié)因子PagGRF12a能夠與PagGIF1b發(fā)生互作，激活次生木質部發(fā)育重要調控因子PagXND1a的表達，實現(xiàn)對次生木質部發(fā)育的調控，影響木材形成。
 

▲ PagGRF12a負調控次生木質部發(fā)育
 

       該研究發(fā)現(xiàn)PagGRF12a在維管組織特別是木質部分化過程中高表達（圖A-C），過量表達PagGRF12a導致轉基因楊樹次生木質部變窄，而反義抑制PagGRF12a表達則使轉基因楊樹次生木質部變寬（圖D），表明PagGRF12a負調控次生木質部的發(fā)育。進一步的研究發(fā)現(xiàn)PagGRF12a可以結合次生木質部發(fā)育重要調控因子PagXND1a的啟動子（圖E）并激活其表達，而PagGIF1b與PagGRF12a互作更加增強PagGRF12a對PagXND1a的調控（圖F）。該研究揭示了GRF在木本植物木材形成中的作用及作用機制，為利用GRF基因開展木材產量分子遺傳改良提供了途徑。

▲PagGRF12a和PagGIF1b互作
 

       其中，在煙草葉片中，揭示PagGRF12a和PagGIF1b互作的熒光素酶互補試驗，均由Vilber NEWTON 7.0 Bio植物成像系統(tǒng)來完成。

       Vilber植物活體成像系統(tǒng)Newton 7.0 Bio和多功能成像系統(tǒng)FUSION FX SPECTRA，除了具有超高的圖像分辨率及檢測靈敏度外，還可以拍攝真實彩色植物圖像，且基于GFP專用的激發(fā)光源及發(fā)射濾光片，可以有效分離葉綠素自發(fā)熒光。除了本實驗中熒光素酶互補實驗外，還可以同時滿足GFP，YFP，RFP等報告基因，從而可應用于轉基因鑒定，植物基因表達調控，基因互作等相關研究。
 

Newton 7.0

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