近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)風(fēng)景園林藝術(shù)學(xué)院李厚華教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院孫紅梅教授團(tuán)隊(duì)在《The Plant Journal》上在線發(fā)表了一篇題為“Auxin signaling mediated embryogenic cell formation during the early stage of somatic embryogenesis in Malus domestica 'Gala‘”的研究論文。該研究揭示了生長素信號介導(dǎo)的MdAUX/IAA7.1-MdARF5在蘋果/海棠體胚誘導(dǎo)初期胚性細(xì)胞形成中靶向MdLBD41的分子機(jī)制。

 

　　體細(xì)胞胚發(fā)生具有遺傳穩(wěn)定性高、誘導(dǎo)周期短、繁殖系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，是植物大規(guī)模繁殖和優(yōu)良性狀保持的理想材料，也是植物遺傳轉(zhuǎn)化的優(yōu)良受體。外源生長素誘導(dǎo)的胚性細(xì)胞形成是蘋果屬植物（蘋果、海棠）體胚發(fā)生的先決條件，該研究通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析，挖掘出生長素信號通路中與胚性細(xì)胞形成密切相關(guān)的基因MdAUX/IAA7.1和MdARF5。過表達(dá)MdARF5顯著促進(jìn)了胚性細(xì)胞的形成，并顯著縮短了體胚誘導(dǎo)周期，MdARF5基因敲除的突變體則無法誘導(dǎo)體胚發(fā)生。通過對MdARF5過表達(dá)株系的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析，結(jié)合酵母單雜交、EMSA和雙熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)挖掘出既能夠促進(jìn)體胚發(fā)生，又受到MdARF5蛋白直接調(diào)控的MdLBD41。此外通過酵母雙雜交，雙分子熒光互補(bǔ)和熒光素酶互補(bǔ)試驗(yàn)證明了在沒有生長素誘導(dǎo)的條件下，MdAUX/IAA7.1結(jié)合MdARF5形成蛋白復(fù)合體進(jìn)而抑制下游MdLBD41的轉(zhuǎn)錄，從而負(fù)調(diào)控胚性細(xì)胞形成與體胚發(fā)生。

 

　　基于以上結(jié)果，研究人員提出了生長素信號介導(dǎo)的MdAUX/IAA7.1—MdARF5靶向MdLBD41調(diào)控胚性細(xì)胞形成與體胚發(fā)生的分子機(jī)制，研究結(jié)果將為基于體細(xì)胞胚發(fā)生的木本植物的高效繁殖與種質(zhì)改良提供理論依據(jù)。

 

　　李厚華教授團(tuán)隊(duì)多年來以蘋果屬植物為研究對象，從事園林植物種質(zhì)資源收集、新品種選育、花果呈色機(jī)理、海棠抗逆脅迫機(jī)理和植物干細(xì)胞發(fā)育機(jī)理等研究。風(fēng)景園林藝術(shù)學(xué)院博士后楊越為論文第一作者，博士后王玉、博士生陳明堃和魏俊、碩士生李松等參與了此項(xiàng)研究，我校李厚華教授和沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院孫紅梅教授為該論文的共同通訊作者。本研究獲得了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中國博士后科學(xué)基金項(xiàng)目等課題的支持。

 

　　文章鏈接：http://dx.doi.org/10.1111/tpj.70287