青岛农业大学盖书鹏教授课题组发现PsmiR159bPsMYB65模块调控牡丹芽休眠解除机制

导读 多年生木本植物在冬季低温、脱水等不利环境条件下,芽自然休眠是植物存活的重要保证,打破芽休眠是芽恢复生长和开花的关键。牡丹(Paeonia

多年生木本植物在冬季低温、脱水等不利环境条件下,芽自然休眠是植物存活的重要保证,打破芽休眠是芽恢复生长和开花的关键。牡丹(Paeonia suffruticosa Andr.)属于芍药属、芍药科,具有很高的观赏价值和药用价值,也是著名的新培育油料植物。作为多年生植物,牡丹在深秋会进入自然休眠,但由于对休眠解除机理认识不足,生产实践中仍然存在花败育、枝条缩短、叶片和花朵形成异常等诸多生产问题,大大降低了牡丹的商品价值,阻碍了牡丹产业的发展。

近来研究阐明了脱落酸(ABA)和DAM(Dormancy Associated MADS-box)调控芽休眠的调控网络,具有生物活性的赤霉素(GA)也有助于解除芽休眠,外源施用GA可快速打破牡丹芽休眠,但GA调控休眠的具体机制尚不明确。

2024年2月,Horticulture Research在线发表了青岛农业大学盖树鹏教授题为《PsmiR159b-PsMYB65模块通过影响牡丹细胞周期在休眠后恢复芽生长中的作用》的研究论文。

该研究探索了 miR159b-GAMYB 模块,这是在多种生理过程中发挥作用的 GA 反应的经典且保守的模块。然而,其在休眠调节中的作用仍不清楚。在本研究中,PsmiR159b在休眠芽中高度丰度,低温积累抑制了其在牡丹中的表达。 STTM(短串联靶标模拟物)沉默和过表达分析表明,PsmiR159b 抑制芽休眠释放(图 1)。遗传分析和降解实验表明 PsmiR159b 靶向PsMYB65。 PsMYB65具有转录因子的特性,通过其TRD(转录调控域)发挥激活作用。PsMYB65是由长期低温和外源GA 3诱导的,PsMYB65沉默延迟了芽的萌发并表现出较低的相对生长速率。对 PsMYB65 沉默芽的转录组分析发现,差异表达基因在细胞周期和 DNA 复制途径中显着富集,其中PsCYCD3;1显着下调,并且在其启动子上含有 MYB 结合元件。 Y1H、EMSA 和双荧光素酶报告分析证实 PsMYB65通过与其启动子结合来激活PsCYCD3;1表达。此外,PsCYCD3;1 的沉默会抑制细胞分裂并延迟芽的萌发(图 2)。本研究揭示了PsmiR159b-PsMYB65通过影响牡丹细胞周期来调节花蕾休眠解除,这是GA调控花蕾休眠解除的新途径,为牡丹花期分子育种提供了优良的基因资源。

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