天然橡胶是重要的工业原料和战略资源，橡胶树（Hevea brasiliensis）是其最主要的商业来源。长期以来，橡胶树研究多聚焦于与产胶直接相关的韧皮部乳管，对木质部的关注相对不足。木质部承担水分运输、机械支撑和碳储存等功能，其纤维和导管细胞形成的次生细胞壁直接影响树干结构及环境适应能力。因此，解析橡胶树木质部细胞的形成过程及其调控机制，是理解橡胶树次生生长和环境适应的重要基础。

中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）橡胶树分子育种团队联合相关合作单位，对橡胶树幼嫩和成熟茎段的形成层至成熟木质部区域开展单细胞核转录组测序。研究从21,287个高质量细胞核中解析出17个细胞群，鉴定了形成层、木质部母细胞、纤维-导管细胞和木质部薄壁细胞等主要细胞类型，并构建了由形成层经木质部母细胞向纤维和导管细胞分化的发育轨迹，绘制了橡胶树木质部形成的细胞图谱。

研究团队进一步锁定了在纤维-导管细胞群中富集的转录因子HbWRKY12a。原位杂交显示，该基因在木质部纤维细胞中表达。Y1H、EMSA和双分子荧光分析表明，HbWRKY12a可直接结合HbMYB1R1c启动子并激活其转录，HbMYB1R1c则可抑制木质素聚合相关基因HbLAC17的启动子活性。在拟南芥中异源过表达HbWRKY12a或HbMYB1R1c，均导致植株变矮、茎变细，导管、木质部纤维、束间纤维及髓细胞的次生细胞壁变薄，并伴随木质素含量降低。研究据此提出了HbWRKY12a-HbMYB1R1c调控木质素相关次生细胞壁沉积的工作模型。相关成果为理解热带多年生木本植物的次生生长提供了新线索，也为研究橡胶树木质部结构与抗风、抗旱等环境适应能力的关系奠定了基础。

相关成果以“Single-Nucleus RNA Sequencing Reveals WRKY12a Regulating Secondary Cell Wall Formation During Xylem Differentiation in Rubber Tree”为题，发表于Plant, Cell & Environment上。版纳植物园潘金晶副研究员和版纳植物园与西南林业大学联合培养研究生徐艳红为共同第一作者，孙桂玲研究员为通讯作者，团队首席专家杨永平研究员、田维敏研究员对该研究给予了重要指导。该研究得到云南省重大科技专项、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金、云南省应用基础研究计划项目和中国科学院青年创新促进会等项目资助。

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图1 橡胶树木质部单细胞转录组图谱及HbWRKY12a参与木质部分化。