杨树PdKNAT7基因调控拟南芥次生细胞壁厚度的功能研究

摘要

【目的】次生细胞壁的发育对于木材的形成至关重要,揭示林木次生壁形成的分子调控机制将为改良其木材品质提供理论依据。【方法】(1)本研究从速生型杨树NE19中克隆得到PdKNAT7基因,并构建表达载体,采用花序侵染法转化拟南芥,筛选得到过表达植株。(2)利用农杆菌介导的瞬时转化法侵染烟草,对PdKNAT7进行亚细胞定位。(3)通过徒手切片观察不同基因型拟南芥花薹基部的次生细胞壁厚度。(4)通过真空渗透的方法瞬时转化84K杨。(5)qRT-PCR分析不同品系杨树中PdKNAT7基因的表达情况,并揭示拟南芥和杨树中参与次生壁形成的相关基因的表达模式。【结果】(1)PdKNAT7定位于细胞核。(2)PdKNAT7主要在NE19杨茎中表达,且表达量高于107杨。(3)与野生型相比,过表达PdKNAT7的拟南芥花薹基部的束间纤维壁变薄,木质部纤维壁变厚,而突变体正好相反;另外,突变体的导管壁更厚。(4)过表达PdKNAT7的拟南芥植株中,4CL1、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量均下调,突变体中与之相反。(5)瞬时转化PdKNAT7基因的84K杨中,4CL3、C4H1、CCR1、CesA8、IRX9和IRX10基因的表达量也下调。【结论】PdKNAT7通过调控木质素和纤维素的积累来影响拟南芥次生细胞壁的厚度。