Hortic Res | 南京林业大学林木遗传育种实验室尹佟明教授团队提出MSL-lncRNAs影响杨树雌性性别不稳定的作用模型

性别不稳定性现象在植物中时常发生，尤其是开花植物，从雌雄同株到雌雄异株存在多种类型的性别转化，包括雌雄同株，雌雄异花同株，雌花两性花同株，雄花两性花同株，雌花两性花异株，雄花两性花异株。杨树是典型的雌雄异株植物，是研究这一现象的理想材料，已经在许多杨属植物中观察到了性别多形性现象，但是早期的研究主要集中在性别不稳定性的表型观察上，对于性别不稳定的分子作用机制仍不清楚。

2023年3月，Horticulture Research 上线了（Advance Access）南京林业大学林木遗传育种国家重点实验室尹佟明教授团队题为The proposed role of MSL-lncRNAs in causing sex lability of female poplars 的研究论文。

本研究对美洲黑杨促雄基因MSL进行了系统的研究，研究结果表明，两条MSL链都含有多个顺式激活元件，通过产生长链非编码RNA（lncRNA）促进雄性发育。虽然雌性美洲黑杨没有雄性特异的MSL基因，但在已测序的各种杨树基因组中都发现了大量的MSL同源序列（≥200bp）。根据MSL同源序列的丰度，构建了MSL分段序列的过表达载体，结果表明，它们均可以促进雄蕊的发育，野生型拟南芥为四强雄蕊，在转基因植物中，则观察到六强雄蕊，七个、八个、甚至九个雄蕊，以及花药增多，雄蕊分叉的现象（图3）。基于MSL序列对雄蕊发育的影响，我们提出了一个触发雌性杨树性不稳定性的分子模型，即如果这些MSL同源序列在雌性杨树中表达，就会导致雌性杨树的性别不稳定，但MSL同源序列的激活转录仅导致雌性不稳定，而不引起雄性不稳定（图4）。

综上，该研究结果表明，MSL同源序列在拟南芥中的激活转录可以促进雄性发育，如果杨树雌株中这些促雄基因同源片段转录表达被激活，会导致杨树雌株出现性别不稳定现象，本研究为了解杨树雌性不稳定性提供了独特的视角。

南京林业大学林学院博士生毛金燕，信息科学技术学院韦素云副教授为该论文的共同第一作者，尹佟明教授为该论文的通讯作者。南京林业大学林学院陈赢男副教授和南京大学生命科学学院杨永华教授也参与了本研究。该项工作得到了国家重点研究发展计划（2021YFD2200202）、国家自然科学基金（32071795）、江苏省重点研究发展项目（BE2021366）的支持。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad042

转自：“园艺研究”微信公众号

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