磷作为植物生长所必需的元素，对根系发育起着重要的调节作用，在水稻生长中，低磷可促进水稻气生根的发生，但在林木中，低磷信号调控不定根发生的分子机制尚不清楚。本研究发现在正常磷培养基培养5天形成根原基的组培茎段，转到低磷液体培养基培养12小时，低磷胁迫下的大青杨开始出现新生的不定根原基，并且与正常磷条件相比，低磷胁迫下的不定根原基数量明显增多（图1）。通过大青杨低磷胁迫转录组测序，获得的差异基因利用Bottom-up GGM算法构建大青杨低磷诱导不定根发生多层层级基因调控网络，通过大青杨低磷诱导不定根发生多层层级基因调控网络筛选出在短期低磷胁迫促进大青杨不定根发生进程中起关键调控作用的PuMYB40和PuWRKY75（图2）。本研究利用多种分子生物学手段鉴定出PuMYB40与PuWRKY75转录因子互作形成异源二聚体促进靶基因PuLRP1和PuERF003的转录进而参与低磷诱导大青杨不定根发生进程的分子调控途径。
东北林业大学林学院已毕业博士研究生王瀚增为论文第一作者，李成浩教授为该论文的通讯作者，密歇根理工大学卫海荣教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目、中央高校基本科研业务费专项资金项目和林木遗传育种国家重点实验室创新项目等项目的资助。
图1大青杨低磷诱导不定根表型分析
图2 大青杨低磷诱导不定根发生多层层级基因调控网络
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