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高等植物进化出能长距离运输水和矿质营养的导管结构，这为植物向陆地扩张以及繁荣壮大提供了有力保障。木质部导管是由一系列两端穿孔的导管分子死细胞相互连接而成的连续管状结构。一般认为导管分子是从管胞进化而来，这两类细胞合称为管状分子(tracheary element, TE)，它的分化过程受到严格的时空调控。目前的研究表明木质部细胞的分化命运是由一些主导的转录因子(主要是NAC家族转录因子)和次级转录因子(主要是MYB家族转录因子)共同组成的多层次转录调控网络所决定的。VND7被报道在拟南芥根的原生木质部导管分化过程中起主要调控作用，但其精细的调控网络仍存在不少空白。
WRKY转录因子家族是植物所特有的转录因子家族之一，它在植物生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究发现WRKY15位于VND7的上游来负调控管状分子的分化，因此WRKY15在限定维管组织的发育边界过程起重要作用。WRKY15在拟南芥根的维管组织中高度表达。过表达WRKY15(WRKY15OE)能导致转基因植物根中出现不连续的原生木质部导管，并且原生木质部导管侧壁的螺纹加厚密度显著降低，同时伴随木质素沉积减少。与此相反，表达WRKY15-EAR(WRKY15与EAR显性抑制结构域融合)的转基因植物根中能形成额外的原生木质部导管和具有螺纹加厚形式的后生木质部导管，并且原生木质部导管侧壁的螺纹加厚密度显著增加,伴随木质素沉积的提前与增多。WRKY15-EAR植株中部分根皮层细胞、下胚轴和叶片表皮细胞可异位转变成TE细胞。WRKY15的过表达和显性负抑制转基因植物表现出相反的根伸长表型。木质化进程的推迟和木质素沉积的减少很可能会促进细胞伸长或使得细胞壁拥有更长的伸展时间，从而导致WRKY15OE植株的主根显著伸长。相反的，木质素的沉积增多很可能是导致WRKY15-EAR植株中细胞长度和主根均显著缩短的原因。此外，由DEX条件诱导型启动子所驱动的WRKY15-EAR的表达也能显著抑制主根的伸长，并且能促进根中原生木质部导管的分化和木质素的异常沉积。而由WRKY15自身启动子所驱动的WRKY15-EAR的表达，则导致根中形成额外的不完整原生木质部导管。这些结果表明WRKY15在根中原生木质部导管的分化过程中起着关键的负调控作用。
对WRKY15过表达和显性负抑制转基因植株的根进行转录组测序分析，发现有390个基因在WRKY15-EAR的两个株系中同时显著上调表达。进一步通过GO富集分析表明这些显著上调的基因主要与木质部发育相关，包括ROS产生、木质素合成以及程序性细胞死亡(PCD)过程；而在WRKY15OE两个株系中则是共同显著下调的382个基因主要与上述过程相关。我们从中挑选了一组与TE分化相关的基因进行荧光定量PCR验证，得到的结果与RNA-seq的结果一致。以上结果表明WRKY15调控一系列与TE形成相关基因的表达，WRKY15的过表达与显性负抑制在基因表达水平上对TE形成的作用是相反的。
VND7是原生木质部导管分化的关键正调控基因，多年来一直是研究的焦点。我们通过RNA-seq分析和荧光定量PCR验证均表明WRKY15调控VND7基因的表达。表达WRKY15-EAR能将非维管组织细胞转变为螺纹加厚的TE细胞，这与过表达VND7的转基因植物的表型一致；而过表达WRKY15能部分抑制原生木质部导管的形成，这也与表达VND7-EAR的表型类似。利用构建的两个VND7报告基因，我们证明VND7在WRKY15-EAR的两个株系中均显著增强并异位表达，并且WRKY15-EAR中异位形成的TE细胞与VND7的异位激活表达相关。同时我们发现WRKY15-EAR转基因植物中异位形成的TE细胞能历经完整的TE分化过程(包括次生壁形成和PCD)，因此在已成熟的异位TE细胞中观察不到VND7报告基因的表达。
此外，我们探究了WRKY15与TE分化密切相关的植物激素的关系，包括生长素和细胞分裂素。在WRKY15-EAR的组成型和诱导型表达转基因背景中，生长素报告基因DR5:GUS在植物的根、下胚轴和叶片中都异位积累，并且DR5:GUS的表达增强部位与异位TE的形成部位一致。与上述VND7报告基因的表达情况类似，DR5:GUS报告基因在不成熟的TE细胞中表达升高，而在已成熟的TE细胞中其表达降低甚至检测不到，这可能是细胞发生了PCD。细胞分裂素报告基因ARR4-ARR7四个A型ARR基因在WRKY15-EAR中表达显著下调，并且ARR5:GUS报告基因在WRKY15-EAR的叶片中表达减弱。因此，WRKY15-EAR转基因植物中异位TE细胞的形成与生长素和细胞分裂素活性的改变相关。
WRKY转录因子家族是植物所特有的转录因子家族之一，它在植物生长发育过程中起着重要的调控作用。本研究发现WRKY15位于VND7的上游来负调控管状分子的分化，因此WRKY15在限定维管组织的发育边界过程起重要作用。WRKY15在拟南芥根的维管组织中高度表达。过表达WRKY15(WRKY15OE)能导致转基因植物根中出现不连续的原生木质部导管，并且原生木质部导管侧壁的螺纹加厚密度显著降低，同时伴随木质素沉积减少。与此相反，表达WRKY15-EAR(WRKY15与EAR显性抑制结构域融合)的转基因植物根中能形成额外的原生木质部导管和具有螺纹加厚形式的后生木质部导管，并且原生木质部导管侧壁的螺纹加厚密度显著增加,伴随木质素沉积的提前与增多。WRKY15-EAR植株中部分根皮层细胞、下胚轴和叶片表皮细胞可异位转变成TE细胞。WRKY15的过表达和显性负抑制转基因植物表现出相反的根伸长表型。木质化进程的推迟和木质素沉积的减少很可能会促进细胞伸长或使得细胞壁拥有更长的伸展时间，从而导致WRKY15OE植株的主根显著伸长。相反的，木质素的沉积增多很可能是导致WRKY15-EAR植株中细胞长度和主根均显著缩短的原因。此外，由DEX条件诱导型启动子所驱动的WRKY15-EAR的表达也能显著抑制主根的伸长，并且能促进根中原生木质部导管的分化和木质素的异常沉积。而由WRKY15自身启动子所驱动的WRKY15-EAR的表达，则导致根中形成额外的不完整原生木质部导管。这些结果表明WRKY15在根中原生木质部导管的分化过程中起着关键的负调控作用。
对WRKY15过表达和显性负抑制转基因植株的根进行转录组测序分析，发现有390个基因在WRKY15-EAR的两个株系中同时显著上调表达。进一步通过GO富集分析表明这些显著上调的基因主要与木质部发育相关，包括ROS产生、木质素合成以及程序性细胞死亡(PCD)过程；而在WRKY15OE两个株系中则是共同显著下调的382个基因主要与上述过程相关。我们从中挑选了一组与TE分化相关的基因进行荧光定量PCR验证，得到的结果与RNA-seq的结果一致。以上结果表明WRKY15调控一系列与TE形成相关基因的表达，WRKY15的过表达与显性负抑制在基因表达水平上对TE形成的作用是相反的。
VND7是原生木质部导管分化的关键正调控基因，多年来一直是研究的焦点。我们通过RNA-seq分析和荧光定量PCR验证均表明WRKY15调控VND7基因的表达。表达WRKY15-EAR能将非维管组织细胞转变为螺纹加厚的TE细胞，这与过表达VND7的转基因植物的表型一致；而过表达WRKY15能部分抑制原生木质部导管的形成，这也与表达VND7-EAR的表型类似。利用构建的两个VND7报告基因，我们证明VND7在WRKY15-EAR的两个株系中均显著增强并异位表达，并且WRKY15-EAR中异位形成的TE细胞与VND7的异位激活表达相关。同时我们发现WRKY15-EAR转基因植物中异位形成的TE细胞能历经完整的TE分化过程(包括次生壁形成和PCD)，因此在已成熟的异位TE细胞中观察不到VND7报告基因的表达。
此外，我们探究了WRKY15与TE分化密切相关的植物激素的关系，包括生长素和细胞分裂素。在WRKY15-EAR的组成型和诱导型表达转基因背景中，生长素报告基因DR5:GUS在植物的根、下胚轴和叶片中都异位积累，并且DR5:GUS的表达增强部位与异位TE的形成部位一致。与上述VND7报告基因的表达情况类似，DR5:GUS报告基因在不成熟的TE细胞中表达升高，而在已成熟的TE细胞中其表达降低甚至检测不到，这可能是细胞发生了PCD。细胞分裂素报告基因ARR4-ARR7四个A型ARR基因在WRKY15-EAR中表达显著下调，并且ARR5:GUS报告基因在WRKY15-EAR的叶片中表达减弱。因此，WRKY15-EAR转基因植物中异位TE细胞的形成与生长素和细胞分裂素活性的改变相关。