ゴムノキの木部形成を制御する主要因子を解明(Study Reveals Key Regulator of Wood Formation in Rubber Trees)

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2026-07-21 中国科学院(CAS)

中国科学院(CAS)西双版納熱帯植物園(XTBG)の研究チームは、ゴムノキ(Hevea brasiliensis)の木部形成を制御する新たな転写因子ネットワークを解明した。単一核RNAシーケンス(snRNA-seq)を用いて、形成層から成熟木部への分化過程を高解像度で解析し、約2万1千個の細胞核から17種類の細胞群を同定した。その結果、WRKY転写因子HbWRKY12aが二次細胞壁(SCW)形成を負に制御することを発見した。さらに、HbWRKY12aが非典型MYB転写因子HbMYB1R1cを直接活性化し、リグニン生合成関連遺伝子の発現を調節する新たな「WRKY–MYB制御モジュール」を明らかにした。この成果は、従来のNAC–MYB制御モデルを拡張するものであり、木材特性や乾燥耐性の改良に向けた有望な分子標的を提供する。二次細胞壁の厚さを調節することで、成長と環境適応性を両立した熱帯作物の育種への応用が期待される。

ゴムノキの木部形成を制御する主要因子を解明(Study Reveals Key Regulator of Wood Formation in Rubber Trees)
Rubber trees. (Image by ZHU Renbin)

<関連情報>

単一核RNAシーケンス解析により、ゴムノキの木部分化における二次細胞壁形成を制御するWRKY12aが明らかになった Single-Nucleus RNA Sequencing Reveals WRKY12a Regulating Secondary Cell Wall Formation During Xylem Differentiation in Rubber Tree

Jinjing Pan, Yanhong Xu, Junchao Zhao, Fang Liu, Shaohua Wu, Shixin Zhang, Chun-Peng Song, Jinling Huang, Yongping Yang, Weimin Tian, Guiling Sun
Plant,Cell & Environment  Published: 12 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1111/pce.70733

ABSTRACT

Secondary xylem differentiation determines wood structure and function in perennial plants, yet its regulatory mechanisms remain poorly understood in Hevea brasiliensis. Here, we generated a single-nucleus RNA sequencing (snRNA-seq) atlas from the cambium to mature xylem region in stems, resolving transcriptionally distinct cell populations corresponding to cambium, xylem mother cells, and fibre-vessel cells. Pseudotime analysis reconstructed the developmental trajectories from cambium to late xylem cell states and revealed stage-specific activation of secondary cell wall (SCW) biosynthesis programmes. Gene regulatory network analysis identified HbWRKY12a as a fibre-vessel enriched transcription factor functioning as a key regulator in SCW formation. Molecular assays demonstrated that HbWRKY12a directly binds and activates HbMYB1R1c, which subsequently modulates lignin-associated SCW deposition. Heterologous overexpression of either HbWRKY12a or HbMYB1R1c in Arabidopsis resulted in significant reductions in stem diameter and plant height. Both overexpression lines exhibited markedly decreased SCW thickness in fibre, vessels, and pith cells. These findings reveal a WRKY-MYB cascade that mediates SCW formation in H. brasiliensis, extending the classical NAC-MYB regulatory framework and providing molecular targets for improving xylem properties and stress resilience in tropical perennial crops.

細胞遺伝子工学
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