💡这项突破是什么?
PtWOX2和PtWOX14过表达对马尾松体胚发生的显著促进作用及形态验证
8月26日，亚林所林木遗传育种与培育研究团队在《BMC Plant Biology》（BMC植物生物学）期刊发表题为“PtWOX2 and PtWOX14 accelerate somatic embryogenesis initiation in Pinus massoniana via synergistic hormonal and transcriptional reconfiguration（PtWOX2与PtWOX14介导的激素及转录协同重塑加速马尾松体胚发生启动）”的研究论文。该研究深入解析了WOX家族成员在马尾松体细胞胚胎发生（SE）过程中的主控作用，提出了激素重塑与转录网络协同调控的发育模型，为攻克针叶树体胚发生中的“顽拗性”瓶颈提供了新的理论依据和技术工具。
马尾松是我国南方重要的速生丰产用材和高产脂树种，其体胚发生技术是实现优良品种规模化繁育和生物技术改良的核心。然而，马尾松在实际应用中面临严重的“顽拗性”挑战。马尾松体胚诱导率在不同基因型间差异极大，部分基因型诱导率可达20%，但大量优良基因型诱导率为0，群体平均诱导率不足2%。这种极强的基因型依赖性，加之发育周期长、同步化程度低以及缺乏实时高效的监测手段，严重制约了马尾松的精准育种进程。
针对这一问题，研究团队鉴定了核心调控因子PtWOX2和PtWOX14，利用整合了RUBY可视化报告系统的马尾松遗传转化体系，成功实现了转基因事件的实时监测。研究发现，异位表达上述基因可使原胚团（PEMs）的启动时间显著提前22.0—26.7天，并将成熟胚产量提高1.7倍。更重要的是，该技术实现了顽拗型细胞系的“命运逆转”，使其从无序细胞团转化为极性特征显著的PEMs。多组学分析揭示，PtWOX通过诱导内源激素发生反向重构，促使细胞从高生长素增殖态转向低IAA/高ABA的分化态。这一过程受分层网络调控，通过动员bHLH139和HB9等核心枢纽基因来激活细胞壁及代谢酶（MAN1、Cht1和EXPA1），并解除生长素抑制因子IAA11的转录压制。该研究构建了一个由PtWOX介导的激素和转录协同重编程的分子框架，解析了马尾松体胚启动与成熟的调控机制。研究建立的高效遗传转化与实时监测平台，不仅为理解裸子植物细胞全能性提供了理论支撑，也为松属植物的遗传改良和规模化繁育提供了强有力的生物技术工具包。
亚林所高凯助理研究员为第一作者，周志春研究员与刘青华研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金青年科学基金（32501677）、农业生物育种重大专项（2022ZD04016）以及国家重点研发计划（2022YFD2200202）等项目的资助。
