近日，西北農林科技大學風景園林藝術學院李厚華教授團隊聯合沈陽農業大學園藝學院孫紅梅教授團隊在《The Plant Journal》上在線發表了一篇題為“Auxin signaling mediated embryogenic cell formation during the early stage of somatic embryogenesis in Malus domestica ‘Gala’”的研究論文。該研究揭示了生長素信號介導的MdAUX/IAA7.1-MdARF5在蘋果/海棠體胚誘導初期胚性細胞形成中靶向MdLBD41的分子機制。

體細胞胚發生具有遺傳穩定性高、誘導周期短、繁殖系數高等優點，是植物大規模繁殖和優良性狀保持的理想材料，也是植物遺傳轉化的優良受體。外源生長素誘導的胚性細胞形成是蘋果屬植物（蘋果、海棠）體胚發生的先決條件，該研究通過轉錄組數據分析，挖掘出生長素信號通路中與胚性細胞形成密切相關的基因MdAUX/IAA7.1和MdARF5。過表達MdARF5顯著促進了胚性細胞的形成，并顯著縮短了體胚誘導周期，MdARF5基因敲除的突變體則無法誘導體胚發生。通過對MdARF5過表達株系的轉錄組數據分析，結合酵母單雜交、EMSA和雙熒光素酶報告系統挖掘出既能夠促進體胚發生，又受到MdARF5蛋白直接調控的MdLBD41。此外通過酵母雙雜交，雙分子熒光互補和熒光素酶互補試驗證明了在沒有生長素誘導的條件下，MdAUX/IAA7.1結合MdARF5形成蛋白復合體進而抑制下游MdLBD41的轉錄，從而負調控胚性細胞形成與體胚發生。

基于以上結果，研究人員提出了生長素信號介導的MdAUX/IAA7.1—MdARF5靶向MdLBD41調控胚性細胞形成與體胚發生的分子機制，研究結果將為基于體細胞胚發生的木本植物的高效繁殖與種質改良提供理論依據。

李厚華教授團隊多年來以蘋果屬植物為研究對象，從事園林植物種質資源收集、新品種選育、花果呈色機理、海棠抗逆脅迫機理和植物干細胞發育機理等研究。風景園林藝術學院博士后楊越為論文第一作者，博士后王玉、博士生陳明堃和魏俊、碩士生李松等參與了此項研究，西北農林科技大學李厚華教授和沈陽農業大學園藝學院孫紅梅教授為該論文的共同通訊作者。本研究獲得了國家自然科學基金項目和中國博士后科學基金項目等課題的支持。

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http://dx.doi.org/10.1111/tpj.70287