日前，東北林業(yè)大學林木遺傳育種國家重點實驗室科研人員在Plant Cell 雜志上在線發(fā)表題為“Hierarchical Transcription-Factor and Chromatin Binding Network for Wood Formation in Populus trichocarpa”文章，為提高森林生產力提供了一條嶄新且精確的遺傳改良途徑，該論文被Plant Cell雜志列入周最熱門的前5篇論文之一。

　　林木遺傳育種國家重點實驗室博士研究生陳昊和王鵬宇副教授為該論文的共同第一作者，姜立泉教授和李偉教授為該論文的共同通訊作者。另外9位林木遺傳育種國家重點實驗室的成員也參與了該項研究工作。該研究是由國家自然科學基金委、國家博士后科研基金、中組部青年千人計劃、教育部高等學校學科創(chuàng)新引智計劃（“111”計劃）和林木遺傳育種國家重點實驗室創(chuàng)新項目等項目資助。

　　木材是世界上含量最豐富的可再生資源，是制漿造紙、房屋建造以及家具制作的重要原材料，并且也是重要的生物質能源材料。木材形成是一個復雜的發(fā)育過程，包括維管形成層分化產生次生木質部細胞以及細胞壁的加厚。深入了解木材形成的精細分子調控網絡，可以利用分子育種技術創(chuàng)制滿足人們生產和生活需求材質材性的林木新品種。

　　林木遺傳育種國家重點實驗室姜立泉研究組和李偉研究組合作，利用毛果楊木質部原生質體系統(tǒng)（Lin et al., 2014, Nature Protocols），整合轉錄組學和染色質分析數據，構建了以關鍵轉錄因子PtrSND1-B1介導的木材形成轉錄調控網絡（Transcriptional Regulatory Network, TRN）。該調控網絡包括四個層級，具有定量調控特性的TF-DNA互作構成了一個特異性調控關系，即轉錄因子的調控如何通過這些互作被轉導，從而激活用以木材形成的細胞壁基因（也稱木材形成的效應基因）。研究發(fā)現，PtrSND1-B1介導了57個特異的TF-DNA直接互作，研究人員在30種基因型的轉基因毛果楊中對這57種直接互作中的42種進行體內檢測，其中約有90%的互作均在體內發(fā)揮作用，表明該TRN具有非常高的準確性。同時，TRN揭示了存在于不同轉錄因子中的共同調控靶點，進而發(fā)現了9種新的TF蛋白復合物（蛋白二聚體和三聚體），這些復合物參與調節(jié)特定類型木質素的生物合成。通過對轉錄因子PtrSND1-B1介導的轉錄調控網絡研究，揭示了木材形成的過程可能涉及到一種調控穩(wěn)態(tài)，這種體內的調控穩(wěn)態(tài)則由TF-DNA互作調控和TF-TF（蛋白-蛋白）互作調控的組合共同決定。