中國(guó)農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，園藝學(xué)院張小蘭課題組在《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）雜志在線發(fā)表論文《AGAMOUS-LIKE 16–GENERAL REGULATORY FACTOR 1 模塊通過(guò)ABA分解代謝途徑調(diào)控黃瓜側(cè)枝伸長(zhǎng)》（The AGAMOUS-LIKE 16-GENERAL REGULATORY FACTOR 1 module regulates axillary bud outgrowth via catabolism of abscisic acid in cucumber），解析了黃瓜MADS-box家族轉(zhuǎn)錄因子AGAMOUS-LIKE 16 （CsAGL16）調(diào)控黃瓜側(cè)枝伸長(zhǎng)的分子機(jī)制。

 

　　側(cè)枝是影響黃瓜產(chǎn)量和栽培方式的重要性狀，不同品種間側(cè)枝數(shù)目差異巨大。不同的市場(chǎng)需求對(duì)側(cè)枝數(shù)目的要求也不盡相同：鮮食黃瓜生產(chǎn)主要種植主蔓結(jié)瓜的少側(cè)枝品種，而加工型黃瓜生產(chǎn)多選擇側(cè)枝結(jié)瓜能力較強(qiáng)的多側(cè)枝品種。目前，關(guān)于黃瓜側(cè)枝發(fā)育調(diào)控機(jī)制的研究非常有限，僅有少數(shù)幾個(gè)基因被報(bào)道。

 

　　張小蘭課題組研究發(fā)現(xiàn)黃瓜MADS-box轉(zhuǎn)錄因子CsAGL16正調(diào)控黃瓜側(cè)枝伸長(zhǎng)。CsAGL16突變后導(dǎo)致側(cè)枝減少，而過(guò)表達(dá)則促進(jìn)了側(cè)枝伸長(zhǎng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CsAGL16直接結(jié)合并促進(jìn)ABA 8'-羥化酶基因CsCYP707A4的表達(dá)，從而降低了腋芽中的ABA水平，促進(jìn)腋芽伸長(zhǎng)。CsCYP707A4突變后抑制了腋芽的伸長(zhǎng)并增加了腋芽中的ABA水平，而將CsCYP707A4在Csagl16突變體中過(guò)表達(dá)或用ABA生物合成抑制劑Na2WO4處理Csagl16突變體均可以部分恢復(fù)Csagl16突變體的表型。此外，黃瓜General Regulatory Factor 1 （CsGRF1）與CsAGL16在蛋白水平上相互作用，并抑制了CsAGL16對(duì)CsCYP707A4的轉(zhuǎn)錄激活。CsGRF1突變后促進(jìn)了腋芽伸長(zhǎng)并降低了腋芽中的ABA水平，而Csagl16 Csgrf1雙突表現(xiàn)出與Csagl16單突相似的側(cè)枝表型，表明在側(cè)枝發(fā)育過(guò)程中CsGRF1依賴于CsAGL16-CsCYP707A4通路。該研究為培育具有合適側(cè)枝數(shù)目的黃瓜品種提供了重要的理論基礎(chǔ)和基因資源，并提供了一種在作物育種過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)腋芽中的ABA水平以產(chǎn)生理想分枝表型的策略。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院博士研究生陳家才為論文第一作者，張小蘭教授為該論文的通訊作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和拼多多-中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究基金等項(xiàng)目的資助。