2023年2月17日，青岛农业大学园艺学院原永兵/王永章/徐晓召课题组在The Plant Journal发表了题为“DNA methylation variation is crucial to restore adventitious rooting ability during in vitro shoot culture induced rejuvenation in apple rootstock”的研究论文。该研究揭示了成龄苹果砧木经过连续组培继代恢复绿枝扦插生根能力的分子机制。

扦插是多年生木本植物无性系良种繁育的重要方法，但对于苹果、核桃、红豆杉和松树等木本植物来说，不定根发生困难限制了扦插繁育技术的应用。前期研究表明发育阶段转变，即童期到成龄期的阶段转变是导致它们扦插生根困难的重要原因。同时也发现成龄材料通过连续组培继代返童可以恢复绿枝扦插生根能力，这一发现为苹果、核桃、红豆杉等多年生木本植物扦插繁育技术体系的建立奠定了理论基础。但是，连续组培返童恢复不定根发生能力的具体分子机制仍不清楚。

该研究以苹果矮化砧木为试材，基于前期研究基础和获得的返童和成龄苹果砧木‘M9T337’、‘M26’和‘SH6’，通过全基因组水平DNA甲基化分析、转录组分析，结合转基因等技术，发现成龄材料连续组培继代返童后，促进不定根发生的相关基因如MdANT, MdMPK3, MdABCB21, MdCDC48, MdKIN8B, pri-MdMIR156a5, and pri-MdMIR156a12启动子甲基化水平下降；抑制不定根发生相关基因如MdGAD5a启动子甲基化水平升高，造成这些基因在成龄和返童材料中差异表达，最终使成龄材料经过连续组培继代后恢复绿枝扦插生根能力。

图1 成龄和返童苹果矮化砧木绿枝扦插生根能力调控模型

该成果不仅为苹果矮化砧木扦插繁育技术体系的建立奠定了理论基础，而且也为人们更深入认识植物发育阶段与再生能力的关系提供了重要信息。

该成果由青岛农业大学和内蒙古农业大学共同完成，青岛农业大学为第一作者和通讯作者单位。青岛农业大学园艺学院徐晓召副教授，王永章教授，原永兵教授为论文共同通讯作者。青岛农业大学硕士研究生王哲和内蒙古农业大学李正男博士为论文共同第一作者。青岛农业大学聂继云教授和程晨霞博士对本研究提供了重要指导。硕士研究生吴东宸，田秋野，苏升辉参与了该研究。本研究得到了国家自然科学基金、山东省果品创新团队项目和山东省高等学校青创人才引育计划项目等资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16153

本文转载自植物科学最前沿

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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