果树研究所专家揭示转录因子MdAIL5调控苹果不定芽形成的机制

近日，中国农业科学院果树研究所苹果分子育种课题组研究发现，转录因子MdAIL5是苹果不定芽再生的关键调控基因，通过苹果遗传转化进行功能验证，并筛选其互作蛋白及下游基因，发现以MdAIL5为核心的调控网络。相关成果发表在园艺学JCR一区期刊《园艺研究（Horticulture Research）》（IF：8.7）上。

高效遗传转化体系是利用转基因和基因编辑等生物育种技术，培育具有重要性状苹果新种质或新品种的基础。不定芽再生能力是果树遗传转化的关键所在，但目前关于果树不定芽再生相关机制认识尚十分有限。

本研究以‘GL-3’苹果为试材，通过RNA-Seq与RT-qPCR联合分析筛选得到调控苹果不定芽形成的关键转录因子MdAIL5。遗传转化试验结果表明，MdAIL5过表达可将苹果叶片不定芽再生效率提高4-6倍，不定根再生效率提高3-5倍。此外，MdAIL5过表达还可增强高成熟度叶片再生能力。高效液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）和转录组测序结果均表明，MdAIL5影响苹果植株中生长素、细胞分裂素等相应激素的表达。进一步利用EMSA、酵母单杂交、双荧光素酶报告、酵母双杂交等实验证明，MdAIL5直接结合MdHB14和MdARF9启动子并激活其表达，MdHB14增强MdARR20对MdWUS1的激活作用，从而正调控苹果叶片不定芽再生。本研究初步明确了MdAIL5转录因子参与苹果叶片不定芽再生的调控网络，有利于提高苹果叶片不定芽再生和遗传转化效率，为苹果功能基因验证和优异种质创新奠定基础。

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。

原文标题：MdAIL5 overexpression promotes apple adventitious shoot regeneration by regulating hormone signaling and activating the expression of shoot development-related genes