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西南大学罗克明/魏洪彬团队发现短日照条件下蓝光受体CRY2促进杨树顶芽生长和木材形成

来源：花匠小妙招时间：2025-09-25 12:06

树木不仅在维持森林生态系统功能方面发挥核心作用，而且提供了丰富的可再生生物能源。温带和北方地区的多年生树木表现出季节性同步的顶芽生长与木材形成，即顶芽的生长–休眠周期性转换和树干中年轮的形成。为了度过严冬，树木在短日照条件来临时(夏末或初秋)停止营养生长，并逐步进入休眠。然而，在无霜冻的温带和亚热带地区，树木的季节性生长停止会限制树木的碳同化和生物量积累。因此，鉴定控制树木季节性生长的调控基因并解析其调控机制，能够为创制适应不同气候区生长的理想林木种质奠定基础。

近日，西南大学罗克明教授和魏洪彬副教授团队在Journal of Genetics and Genomics在线发表题为“Overexpression of CRYPTOCHROME 2 enhances shoot growth and wood formation in poplar under growth-restrictive short days”的研究论文，揭示了蓝光受体CRY2促进杨树在短日照条件下顶芽生长和木材形成的机制，为创制适应不同气候区生长的林木种质提供了思路。

树木通过复杂的调控网络感知光周期变化并调控季节性生长。先前研究表明，在杨树中超表达光敏色素基因 (PHYA、PHYB)、下游效应器 ELONGATED HYPOCOTYL 5a ( HY5a)、 GIGANTEA ( GI)及生长调节标志基因 FLOWERING LOCUS 2 ( FT2)均能延缓树木在短日照条件下的生长停止和休眠 [1–4]，但同时会导致杨树株高降低和生物量减少，限制了这些基因的直接应用。隐花色素(CRY)是调节植物生长和生理过程的蓝光受体，该研究发现， CRY2超表达转基因株系( CRY2-OE)的株高和生物量与野生型毛白杨相比没有差异。进一步研究发现，从长日照转移至短日照条件后， CRY2-OE植株的株高和地上生物量受短日照抑制的程度减弱，推测与 CRY2-OE植株顶芽生长停止和休眠延缓有关。切片观察发现，长日照条件下 CRY2-OE植株茎的木质部和维管束形成层细胞层数相较于野生型更多，而短日照条件下 CRY2-OE植株与野生型相比产生更多的次生木质部，并维持更高的形成层分裂活性。