近日，我院陶俊教授团队在国际学术期刊《The Plant Journal》发表了题为“An R2R3-MYB Network Modulates Stem Strength by Regulating Lignin Biosynthesis and Secondary Cell Wall Thickening in Herbaceous Peony”的研究论文，揭示了R2R3-MYB转录因子PlMYB43、PlMYB83和PlMYB103通过激活木质素单体生物合成基因PlCOMT2和氧化聚合基因PlLAC4的表达来调控芍药花茎强度的分子机制。

茎秆强度不足导致的茎秆弯曲或倒伏是制约植物生长发育的一个重要因素，严重降低了植株产量及观赏价值等。茎秆强度主要受到次生壁加厚及其主成分木质素的积累水平影响。MYB是植物中最大的转录因子家族之一，参与调节植物生长、发育和代谢的几乎所有方面，其中R2R3-MYB亚家族在次生壁生物合成方面具有重要作用。然而，有关观赏植物R2R3-MYB转录因子调控茎秆强度方面的研究却鲜有报道。

该研究发现了三个属于R2R3-MYB亚家族转录因子PlMYB43、PlMYB83和PlMYB103，在芍药花茎中高表达、具有转录激活活性（图1A）。通过VIGS和超表达技术发现三个R2R3-PlMYBs能够促进木质素沉积和次生壁加厚，进而增强花茎强度（图1B）。对木质素单体合成和氧化聚合相关基因筛选后发现，PlCOMT2和PlLAC4表达在沉默植株中显著下调；运用酵母单杂交和LUC实验进一步验证发现PlMYB43和PlMYB83能直接靶向PlLAC4，而PlMYB103能直接结合PlCOMT2启动子并激活其表达（图1C）。进一步通过VIGS和超表达技术等手段验证PlLAC4正向调节茎秆木质素沉积和茎秆强度。此外，还发现PlMYB43在PlMYB83沉默植株中的表达水平显著下调，PlMYB83能直接结合PlMYB43启动子并激活其表达（图1D）。

综上，该研究揭示了PlMYB43/83/103转录因子调控芍药花茎强度的工作模型（图2），为植物茎秆强度调控提供了重要参考。

图1 PlMYB43/83/103表达特性（A）、基于VIGS和超表达的PlMYB43/83/103对植株的影响（B）、PlMYB43和PlMYB83对PlLAC4表达的影响，PlMYB103对PlCOMT2表达的影响（C）、PlMYB83对PlMYB43表达的影响（D）

图2 R2R3-PlMYBs转录网络调控芍药花茎强度模式图

我院青年教师汤寓涵为论文的第一作者，陶俊教授与赵大球教授为本文共同通讯作者，研究生卢莉莉与生智鹏参与了该项研究工作。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省林业科技创新与推广项目、江苏现代农业（花卉）产业技术体系等项目的资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/tpj.16107