近日，我校生物科學與技術學院康向陽教授團隊在楊樹葉片葉綠素合成分子調控機制方面取得了重要進展。研究成果以題為"CCT39 Transcription Factor Promotes Chlorophyll Biosynthesis and Photosynthesis in Poplar"的論文，發表在國際權威生物學一區TOP期刊《Plant, Cell & Environment》上。該論文揭示了楊樹中CCT39促進葉綠素合成和光合作用，及其在核質互作的分子機制。
葉綠素作為光合作用和能量傳遞的基石，其合成對植物的生長和發育至關重要。研究發現，在楊樹中過表達PpnCCT39基因時，葉綠素含量增加、光合作用增強，且葉片出現皺縮、葉面積增大、葉片生物量增加等表型變化，同時地徑顯著增加（圖1）。
圖1 PpnCCT39過表達楊樹株系的表型特征對比
為了探究PpnCCT39的調控機制，利用RNA-seq和ChIP-seq關聯分析，成功篩選出了PpnCCT39的下游調控靶基因。進而通過Y1H、Dual Luc及EMSA等實驗手段，證明了PpnCCT39能夠直接激活三個與葉綠素合成和光合作用密切相關的基因PagHO1、PagLIL3和PagPYG7的表達，從而促進它們的轉錄。并通過Y2H、Co IP、Pull Down及BiFC等實驗，揭示了PpnCCT39能分別與定位于液泡和線粒體中的PagRD19和PagATP2蛋白發生相互作用，且這些互作均發生在葉綠體中。揭示了楊樹中PpnCCT39調控葉綠素合成和光合作用，且在核質互作中發揮關鍵作用的分子機制（圖2），為通過分子設計育種調控葉綠素合成、提升光合作用效率等提供了新的思路。
圖2 PpnCCT39調控葉綠素合成和光合作用，且在核質互作中發揮關鍵作用
北京林業大學生物科學與技術學院博士研究生陳浩為論文第一作者，康向陽教授為論文通訊作者。中國農業科學院作物科學研究所武文琦助理研究員、我校教師杜康講師、楊珺副教授也對該項研究做出了重要貢獻。
此項研究得到了“十四五”國家重點研發計劃課題“林木三倍體高效誘導技術研究”（2021YFD2200105）的支持。
