近日，我院林木遗传育种团队何方副教授课题组在树木生理与林学领域国际经典期刊 《Tree Physiology》（牛津大学出版，JCR Q1区，2026年影响因子4.0，中科院农林科学2区/林学1区） 上发表题为"Sexual dimorphism in poplar plants: Resource trade-offs and sex-specific strategic responses during leaf senescence"（杨树性别二态性：叶片衰老过程中的资源权衡与性别特异性策略响应）的研究论文。该研究系统阐释了美洲黑杨（Populus deltoides）叶片衰老的性别二态性及其多组学调控网络，是林木发育生理学与进化生态研究的又一重要进展，为理解树木资源分配策略和预测森林生产力提供了坚实的理论基础。

杨树作为我国重要的用材和生态树种，其人工林的生产力与生态功能受到遗传和环境的共同影响。在雌雄异株植物中，不同的繁殖成本驱动了性别特异的生活史策略。然而，这些基本差异如何在叶片衰老这一关键发育阶段被重塑仍知之甚少。传统森林经营常忽视性别差异，导致对森林养分循环和生产力预测存在偏差。因此，揭示树木衰老的性别差异机制，阐明其生理与分子基础，是实现林木精准育种和可持续经营的根本途径。

本研究聚焦于美洲黑杨叶片衰老的性别差异机制。团队发现，在衰老过程中，雄株和雌株采取了截然不同的策略。通过整合生理、激素、代谢组和转录组分析，研究团队系统比较了雌雄杨树的衰老轨迹。表型分析表明，雄株执行"快速资源回收"（fast-resource-recycling）策略，雌株则采取"维持与防御"（maintenance-and-defense）策略。

本研究深入揭示了这一性别二态性背后的多层次机制：研究从生理、代谢、转录和调控网络多层次揭示了衰老性别差异的机制：雄株执行"快速资源回收"策略，表现为加速黄化、ROS爆发、氮快速输出及ABA/SA激增，代谢偏向大分子降解，转录组呈现剧烈重编程；雌株则采取"维持与防御"策略，通过积累抗氧化代谢物延缓衰老。分子层面，团队鉴定到一个雄性偏向的HD-ZIP/MYB转录级联，作为衰老信号主放大器靶向PLIP2等基因驱动叶绿体解体，从转录层面解释了雄株的快速衰老。

该项研究首次系统解析了美洲黑杨叶片衰老的性别二态性，构建了多组学整合框架，揭示了性别如何塑造叶片衰老的基本范式，突显了快速养分再动员与延长器官维持之间的进化权衡。值得一提的是，团队此前还在《Journal of Experimental Botany》《Science of the Total Environment》等期刊发表多项研究，揭示了杨树在镉污染、干旱、虫害等胁迫下的性别特异性响应机制。这些连续、系统的突破性工作，彰显了我校在林学基础前沿研究领域的深厚积累与创新能力。

本研究论文以四川农业大学为第一完成单位，林学院研究生张源、邓双莲为共同第一作者，何方副教授和林恬恬副教授为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金和四川省自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://academic.oup.com/treephys/advance-article-abstract/doi/10.1093/treephys/tpag139/8824008