果树研究所专家揭示 MdHOX32/MdARR20-MdWUS1 模块调控苹果叶片再生的分子机制

近日，中国农业科学院果树研究所苹果分子育种课题组在植物科学 JCR 一区期刊《Horticultural Plant Journal》（IF2025=6.2）上在线发表题为 “The MdHOX32/MdARR20-MdWUS1 module regulates leaf regeneration in apple” 的 研 究 论 文 ， 揭示了 MdAIL5 通 过MdHOX32/MdARR20-MdWUS1 模块调控叶片不定芽再生的分子机制。

苹果是研究多年生木本果树的模式植物之一，目前多数通过农杆菌介导的叶片不定芽再生而实现遗传转化，但苹果的遗传转化效率仍偏低，且广泛受限于基因型，严重制约苹果功能基因组学研究以及优良新种质的创制。叶片再生能力是影响苹果遗传转化效率的关键因素，目前苹果叶片不定芽再生的相关分子调控网络尚不完善。

该研究前期发现一个调控苹果叶片不定芽再生的关键转录因子——MdAIL5，在其基础上，对 MdAIL5 下游靶基因 MdHOX32 进行功能鉴定及调控分析，继续解析完善苹果叶片不定芽再生调控网络。研究以‘GL-3’苹果为试材，通过遗传转化苹果获得 MdHOX32 过表达株系，发现过表达 MdHOX32 显著提高苹果叶片不定芽再生能力。通过酵母双杂交、BiFC、Co-IP 等试验证明 MdHOX32 与苹果 ARR 基因家族的 MdARR20 互作。继续通过 LUC、酵母单杂交等试验证明MdARR20 能够结合并调控 MdWUS1 基因的启动子，从而影响MdWUS1 的表达。该研究阐明了 MdHOX32/MdARR20-MdWUS1 模块调控叶片不定芽再生的分子机制，为提高苹果叶片不定芽再生能力和遗传转化效率提供新思路，为苹果基因功能研究和优异种质创制奠定基础。

该研究得到国家苹果产业技术体系（CARS-27）、国家自然科学基金（32202463）以及中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2021-RIP-02）等项目资助。