近日，林生院卢孟柱教授团队在《Journal of Integrative Plant Biology》（中科院1区Top，IF-5yr=10.8）发表了题为“Calcium signaling mediated by glutamate receptor-like protein PagGLR3.3 is involved in tension wood induction in poplar”（《谷氨酸受体蛋白PagGLR3.3介导的钙信号参与杨树应拉木的诱导》）的研究论文。

应拉木是阔叶树在倾斜、弯曲或受风等力学胁迫下，于树干张力侧形成的特异性木质部，研究应拉木的形成机制可为揭示树木机械胁迫适应机理、解决其在林业生产与木材加工中的不利影响提供理论依据与应用指导。该研究以84K杨（Populus alba×P. glandulosa）为材料，通过药理学与遗传学的方法探究了钙信号在树木重力感应早期阶段的作用，为揭示应拉木形成的初始信号通路提供了全新视角。

研究发现，重力诱导早期，杨树茎中应拉木形成部位（上侧）与对应木形成部位（下侧）的韧皮部薄壁细胞（PPC）的胞内Ca²⁺信号分布呈现显著差异：上侧PPC细胞胞内Ca²⁺浓度显著降低、下侧则明显升高，提示Ca²⁺信号的不对称分布可能参与重力感应及应拉木形成的早期调控。LaCl₃处理及PagGLR3.3敲除植株胞内Ca²⁺信号显著减弱，且木质部细胞呈现典型的应拉木细胞特征（出现G-layer），植株对重力刺激的敏感性显著下降。结果表明PagGLR3.3介导的钙信号在杨树重力感应及应拉木形成中发挥关键调控作用。

转录组测序分析揭示，PagGLR3.3基因敲除后，与应拉木形成及活性氧（ROS）产生相关的基因表达水平显著上调。进一步研究发现，PagGLR3.3敲除植株或LaCl₃处理的茎维管形成层区域超氧阴离子（O₂^·⁻）水平显著升高。团队前期研究已表明，应拉木形成一侧O₂^·⁻呈现高水平积累，继而诱导生长素浓度的升高，促进了应拉木的形成。因此，PagGLR3.3介导的Ca²⁺信号减弱可通过促进O₂^·⁻积累进而诱导杨树应拉木的形成。

该研究证实谷氨酸受体蛋白PagGLR3.3介导的钙信号参与杨树重力感应及应拉木诱导过程，明确了Ca²⁺信号与ROS信号在诱导应拉木形成中的协同调控关系，为深入解析树木木质部发育的分子调控网络提供了重要理论依据。

浙江农林大学林业与生物技术学院安轶副教授、曲美桥研究生为该论文第一作者，卢孟柱教授为该论文通讯作者。美国农业部林务局Andrew Groover，Suzanne Gerttula等专家在实验设计、论文撰写等方面提供了帮助。该研究获得国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的资助。

（林生院 安轶）