科研项目

王彩虹教授课题组在梨树体矮生性状分子机制的研究中取得重要进展

    2021-10-26 19:28:14 作者:赵健 来源:园艺学院          浏览数:0

  2021年10月25日,青岛农业大学园艺学院王彩虹教授课题组在The Plant Journal(Top期刊,IF 6.417)在线发表了题为“A Mutation in the Promoter of the Arabinogalactan Protein 7‐like Gene PcAGP7‐1 Affects Cell Morphogenesis and BrassinolideContent in Pear (Pyrus communis L.) Stems”的研究论文。该研究系统揭示了阿拉伯半乳糖蛋白基因PcAGP7-1启动子上E-box突变影响细胞形态建成及油菜素内酯含量从而导致梨树体矮生表型的分子机制,揭示了BL-BZR/BES-AGP-BL的分子调控网络。本研究为深入研究梨矮生性状分子机制提供了重要依据。园艺学院王彩虹教授为论文的通讯作者,郑晓东副教授,硕士李玉超为论文的共同第一作者,田义轲教授、马长青博士、孙志娟博士等也参与了本研究。

  果树矮化栽培因具有早果、丰产、易管理等优点,已经成为现代果园生产的重要模式。培育和利用优质的矮生型果树品种是实现矮化栽培的重要途径。源自西洋梨(Pyrus communis L.)的矮生型实生变异品种‘Le Nain Vert’具有冠形紧凑、树体矮小、枝条节间短等优良性状,是培育矮生型品种的重要种质资源。遗传研究表明,该矮生性状受控于显性基因PcDw,但相关分子机制还不清楚。本研究以目标性状的分离群体为试材,分别从矮生型和普通型梨中克隆了PcDw的候选基因PcAGP7-1的启动子序列,发现矮生型梨中PcAGP7-1启动子上E-box的缺失是导致该基因转录水平显著升高的根本原因。本研究进一步揭示了BR信号转导途径中重要转录因子PcBZR1/2可以通过直接结合PcAGP7-1启动子上的E-box抑制PcAGP7-1基因的表达。因此,矮生梨中E-box的缺失减少了PcBZR1/2对PcAGP7-1转录的抑制作用,从而提高了PcAGP7-1在矮生型梨中的表达水平。PcAGP7-1的高表达一方面可以使细胞壁加厚,改变细胞形态结构,导致茎节间变短,另一方面还可以减少茎中的BL含量,形成负反馈机制,进一步降低PcBZR1/2对PcAGP7-1表达的抑制作用,使茎变短。本研究最终揭示了一条BL-BZR/BES-AGP-BL调控梨树体矮生的分子机制。

  图7 PcAGP7-1介导梨矮生的分子机制模式图

  论文链接: https://doi.org/10.1111/tpj.15548

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