2024年1月15日，国家重点实验室林木木材品质研究团队张进教授联合中国林科院热林所等单位在植物学领域著名期刊 《Plant, Cell & Environment》（中科院1区Top，IF= 8.1）在线发表了题为“Profiling of the gene expression and alternative splicing landscapes of Eucalyptus grandis”的研究论文。该文系统开展了桉树生长发育和响应胁迫的转录组和可变剪切（alternative splicing）分析，为研究人员提供了便捷的交互式可视化查询数据库网站（https://bar.utoronto.ca/eplant_eucalyptus），也为进一步揭示桉树木材形成和其长期野外生长的适应性的分子机制提供理论基础。

桉树是世界上广泛种植的硬木树种之一，具有速生、材质优良、适应性广等特点，是我国华南地区第一大造林树种，对于天然林保护、国家木材安全和森林碳汇增加等方面起到重要的作用。因此解析其生长发育和响应胁迫的分子机制非常重要。但其响应胁迫和生长发育的转录后调控机制尚未知晓。

研究以巨桉GL1为材料，对不同组织和发育阶段和胁迫处理共201个样品开展了全面的基因表达谱和可变剪切分析，经过组装、注释，共发现2046个新基因，14195个新的转录本。发现约33.49%的基因存在着可变剪切。此外，发现桉树随着野外生长时间的增加，可变剪切事件也明显增加，说明可变剪切事件在木本植物长期野外适应中作为一个重要的机制来应对环境的变化。本研究提供了高质量的桉树不同组织和发育以及胁迫响应的表达谱和可变剪切数据，完善和丰富了桉树基因组信息，为开展桉树功能基因的研究提供了为定向培育出高产、优质的桉树栽培品种提供完善的数据支撑和科学依据。

图1. 桉树生长发育和响应胁迫的基因表达和可变剪切全面数据库发布

采用WGCNA等对基因可变剪切事件和基因表达模式进行共表达分析，发现关键的调控基因可以通过差异AS事件作为多层级调控的上游调控生长发育、响应胁迫等多个生物学过程。在此基础上，重点对木质素合成通路进行解析，发现KNAT3 和IRL3这两个关键基因通过可变剪切在上游调控木质素合成的关键转录因子进一步参与桉树木质素的形成。这些研究对于揭开桉树木材形成的遗传控制机制和木本植物野外长期适应性机制提供了新的线索和途径。

图2. 桉树生长及响应胁迫的可变剪切及基因表达网络（以木质素合成为例）

国家重点实验室为第一通讯作者单位，张进教授为第一通讯作者，中国农科院生物技术所王欢研究员为共同通讯作者，中国林科院热林所副研究员范春节、中国农科院作科所吕明杰博士为论文的第一作者。该研究得到了国家重点研发计划课题、浙江省“十四五”育种专项林木协作组课题（2021C02070-1)等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1111/pce.14814

研究团队介绍：

亚热带森林培育国家重点实验室林木木材品质研究团队，主要从事林木木材形成的分子机制研究，在林木分子设计育种及木材形成等方面取得了一系列重要研究成果。团队常年招收博士后、硕士/博士研究生，热忱欢迎勤奋踏实、积极上进的同学加盟！有意向者请联系张老师（zhangj@zafu.edu.cn）。

亚热带森林培育国家重点实验室林木木材品质研究团队