近日，西北農林科技大學園藝學院蘋果抗逆與品質改良創(chuàng)新團隊李超教授/馬鋒旺教授課題組在《New Phytologist》在線發(fā)表了題為“MdHY5 positively regulates cold tolerance in apple by integrating the auxin and abscisic acid pathways”的研究論文，揭示了MdHY5通過整合生長素和脫落酸途徑正向調節(jié)蘋果耐寒性的分子機制。

 

　　我國是世界第一大蘋果生產國和消費國，蘋果產業(yè)作為助力鄉(xiāng)村振興的主導產業(yè)之一，對農民增收致富具有重要作用。然而，隨著全球氣候變化，極端氣候事件頻繁發(fā)生，早春低溫霜凍和冬季低溫凍害嚴重影響蘋果的生長發(fā)育、產量和品質，導致許多產區(qū)蘋果生產損失巨大。研究蘋果響應低溫脅迫的分子機制有助于培育耐受低溫的新品種，提高其抗寒能力。

 

　　該研究發(fā)現冷脅迫會誘導MdHY5表達的上調，進而正向調控蘋果（Malus domestica）的耐冷性。

 

　　進一步研究發(fā)現MdHY5直接與MdGH3-2/12（生長素酰胺合成酶）的啟動子相互作用并抑制它們的表達。然而，低溫脅迫抑制了MdHY5對MdGH3-2/12的調控，從而抑制了由MdHY5-MdGH3-2/12模塊介導的吲哚乙酸（IAA）含量的增加。另外，MdHY5直接與MdNCED2（脫落酸生物合成中的關鍵酶）的啟動子相互作用，從而激活其表達。此外，冷脅迫增強了MdHY5對MdNCED2的調控，這導致由MdHY5-MdNCED2模塊介導的脫落酸（ABA）含量的增加。

 

　　綜上所述，在低溫脅迫下，MdHY5通過調控MdGH3-2/12和MdNCED2，降低了蘋果植物中IAA/ABA的比率，促進了花青素的積累，進一步增強了蘋果的耐寒性。研究結果為HY5在冷脅迫下整合生長素和脫落酸途徑的多重作用和調控機制建立了理論框架，并為蘋果的抗寒育種提供了理論依據。

 

　　園藝學院蘋果抗逆與品質改良創(chuàng)新團隊李超教授和馬鋒旺教授為本文通訊作者，博士研究生劉曉敏為論文第一作者。該研究得到新疆維吾爾自治區(qū)重點研發(fā)計劃項目（2023B02018）、國家蘋果產業(yè)技術體系專項基金（CARS-27）和中國高校科學基金項目（2452023067）的支持。

 

　　原文鏈接：http://doi.org/10.1111/nph.20333