近日，我院刘丽君教授联合北京林业大学生物科学与技术学院/林木遗传育种全国重点实验室杜庆章教授、张德强教授在国际期刊Plant Biotechnology Journal发表了题为Natural variation in PtobZIP18 confers the trade-off between stem growth and drought tolerance in Populus的研究论文。

干旱胁迫是制约植物生长发育，影响其地理分布的关键环境因素。在全球气候变化背景下，植物面临的干旱挑战日益加剧。木本植物中，茎的发育是驱动生长的核心过程，此过程中形成的木质部导管作为水分运输的主要通道，展现出对干旱胁迫的关键适应性。

研究人员以毛白杨种质资源群体为材料，利用全基因组关联分析策略，鉴定到协同干旱胁迫与木质部发育的关键基因PtobZIP18。过表达PtobZIP18改变了木质部结构和细胞壁组分，显著降低了杨树耐旱性，表明PtobZIP18是杨树耐旱性的负调控因子。综合序列分析发现，PtobZIP18启动子区域自然变异影响PtoWRKY19转录因子与PtobZIP18启动子的结合，从而影响PtobZIP18转录水平。在耐旱单倍型中，PtoWRKY19与PtobZIP18启动子的结合能力增强，改变了木质部结构和导水能力，提高了毛白杨对干旱种源地的适应性。

综上所述，该研究整合群体遗传学与分子生物学等系统遗传学策略，揭示了杨树响应干旱胁迫与木质部发育的平衡调控机制，发现PtobZIP18自然变异通过重塑木质部导管结构与细胞壁组分，显著提升水分运输效率，从而增强干旱适应性。这一发现为林木生长-抗旱协同优化育种奠定了重要理论基础。

图 1 PtobZIP18及其自然变异调节杨树在干旱胁迫下的适应性发育

北京林业大学生物科学与技术学院杜庆章教授、山东农业大学林学院刘丽君教授和北京林业大学生物科学与技术学院张德强教授为本文通讯作者，北京林业大学博士研究生金卓颖、山东农业大学林学院青年教师李鹏为论文共同第一作者。北京林业大学杜亮副教授、吉骊副教授、权明洋副教授及团队多名研究生参与该研究工作。本研究得到了国家重点研发计划、青年教师科研创新能力建设支持项目、中央高校基本科研业务费专项资金和国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.70261

供稿审核：李永峰

责任编辑：李鹏

终审：赵明月