沈阳农业大学代红艳团队揭示苹果生长和胁迫响应平衡的调控新机制

学术   2024-09-05 21:12   山东  

近日,沈阳农业大学代红艳教授团队在Plant Physiology上发表了题为“The MdIAA29-MdARF4 complex plays an important role in balancing plant height with salt and drought stress responses”的研究论文,揭示了MdIAA29-MdARF4-MdGH3.9/MdNCED3模块平衡植物生长发育和逆境响应的新机制。


矮化密植是苹果栽培的发展趋势。至今,主要通过矮化砧木实现苹果矮化栽培,但生产中广泛应用的苹果矮化砧木根系较浅,抵抗非生物胁迫能力较差,从而阻碍了其应用。

该研究发现,苹果过表达MdIAA29基因导致植株显著矮化,侧根增加,耐盐性和耐旱性显著提高。进一步研究表明,MdIAA29抑制MdARF4蛋白对MdGH3.9MdNCED3的调节功能,导致不同组织中IAA和ABA的含量和比例发生变化。在叶片中,MdIAA29抑制了MdARF4蛋白对MdNCED3的负调控作用,增加了叶片中ABA的含量。同时,MdIAA29还通过抑制MdARF4蛋白对MdGH3.9的正向调节,增加了游离IAA的含量。IAA与ABA的相互平衡既保证了叶片的正常大小,也增强了叶片的抗盐性和抗旱性。根系中仍然存在MdIAA29-MdARF4-MdGH3.9/MdNCED3的调控机制,且IAA增加较多,促进侧根生长。而顶端生长点和节间只存在MdIAA29-MdARF4-MdNCED3调节机制,导致ABA含量增加,抑制了细胞伸长,导致植株矮生。此外,该研究还发现MdIAA7蛋白可以与MdIAA29蛋白相互作用,促进MdIAA29对MdARF4的抑制作用。上述研究结果揭示了苹果MdIAA29在生长和胁迫响应之间的平衡作用。

MdIAA29-MdARF4-MdGH3.9/MdNCED3模块平衡植物生长发育和逆境响应

沈阳农业大学园艺学院在读博士生雷莹莹为本文的第一作者,代红艳教授为通讯作者。已毕业博士生陈萃和在读博士生陈文君也参与了该项工作。该研究得到国家自然科学基金的资助。

论文链接:
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae467

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