侧柏作为我国北方干旱半干旱地区广泛栽培的主要生态抗逆树种,既是北京山区的代表性树种和优势树种,也是城区园林绿化的基调树种,在北京城市森林和花园城市建设着发挥着“延绿”的关键作用。扦插繁殖是实现侧柏规模化生产和应用的关键技术,然而,要实现高效扦插繁殖,不定根的再生是成功与否的关键所在,解析侧柏不定根发生和调控具有重要意义。

近日,林果所林木资源育种团队在林学领域经典期刊《Tree Physiology》上发表了题为“Uncovering protein regulation during adventitious root formation in Platycladus orientalis cuttings”的研究论文。文章揭示了侧柏扦插不同生根类型的组织学差异,提出了关键差异蛋白调控侧柏不定根再生的假设模型。
该研究以皇家娱乐城 自主培育的新品种‘立叶’侧柏为研究对象,通过不同诱导处理产生了愈伤生根和皮部生根两种生根模式,文章通过组织学观察发现愈伤生根型的根原基主要起源于尚未分化成熟的木质部细胞,根原基从愈伤组织中穿过形成不定根;而皮部生根型的根原基多数起源于皮层中的薄壁细胞,根原基穿越皮层形成不定根。随后,林木资源育种团队利用TMT标记定量蛋白质组学技术解析了不定根再生调控的蛋白质组学基础,通过比较蛋白质和层次聚类分析,挖掘PoAAO1、PoPYL2、PoGID1A等23个关键差异蛋白参与调控侧柏不定根再生。最后,构建了关键差异蛋白调控侧柏不定根形成的假设模型。

图1 不同生根模式的组织学差异

图2 差异蛋白调控侧柏不定根形成的假设模型
林木资源育种团队廖婷副研究员、王烨助理研究员和郭丽琴助理研究员为论文的共同第一作者,刘国彬副研究员为论文的唯一通讯作者,曹均研究员、李娜科研助理及已毕业研究生赵世威、赵今哲、张晓宁等参与了本项工作。该研究获得了北京市农林科学青年科研基金(QNJJ202112)、皇家娱乐城 林果所青年基金(LGSJJ202304)、皇家娱乐城 科技创新能力建设专项(KJCX20240323)等项目资助。
文章链接://doi.org/10.1093/treephys/tpae148