树木生长需要大量水分，但许多地区水资源短缺，干旱胁迫严重制约了树木的生长和分布。杨树（Populus spp.）分布范围广、生长速度快、产量高、再生能力强，是世界上重要的用材树种，也具有很高的生态和景观价值。近年来，关于杨树抗旱机制的研究已受到广泛关注，包括转录因子和miRNA等关键调控因子的分子功能。miR159是一类植物间高度保守且高丰度存在的miRNA家族，在植物生长发育和应对逆境胁迫中起着重要作用。研究发现，玉米、小麦、大麦和卷心菜等植物的miR159在干旱胁迫下显著诱导。然而，杨树miR159在干旱胁迫中的具体功能及抗旱调控机制尚待阐明。

2023年11月，Horticulture Research上线了（Advance Access）北京林业大学王延伟教授团队题Function identification of miR159a, a positive regulator during poplar resistance to drought stress的研究论文。

该研究发现杨树受干旱处理后，miR159a的表达显著上调。过表达miR159a的杨树（OX159a）叶片气孔开放面积显著减少，植株的水分利用效率提高。干旱处理后OX159a转基因植株清除活性氧自由基（ROS）的能力增强，膜系统的损伤程度减轻。此外，miR159a-STTM转基因株系对干旱胁迫的敏感性增强。本研究进一步通过psRNATarget生信预测、RT-qPCR和5?RACE实验验证，证实miR159a的靶基因编码MYB转录因子。通过对OX159a株系和野生型株系的转录组分析，发现了一系列与水分亏缺响应和代谢物合成相关的基因表达上调（图1）。此外，干旱响应的miR172d和miR398在OX159a株系中的表达分别显著上调和下调。该研究表明，miR159a通过减少植物气孔的开放面积、增加木质部导管的数量和总面积，并增强水分利用效率，从而在杨树的抗旱中起着重要作用（图2）。研究结果为全面解析植物miR159a的抗旱分子功能提供了新的视角，并为林木抗旱分子育种提供了重要的候选基因。

北京林业大学生物科学与技术学院博士生付田田、王春为论文共同第一作者，王延伟教授为论文通讯作者。此外，课题组博士研究生杨玉璋、杨晓倩，硕士研究生王泽琪、王景及张立春共同参与了该项研究。该研究在北京林业大学林木遗传育种全国重点实验室和林木育种与生态修复国家工程研究中心完成，研究得到了北京市自然科学基金、国家自然科学基金和农业生物育种重大项目的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad221

转自：“园艺研究”微信公众号

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