增强苹果不定芽再生MdAIL5在激素信号传导和基因激活中的作用

植物表现出卓越的自我修复和再生能力，这是适应环境变化的关键过程，并以细胞全能性或多能性为基础。苹果是研究多年生木本果树的模型植物之一。叶盘法主要用于苹果的遗传转化，高效的不定芽(AS)再生系统决定了这种转化的成功。

然而，较低的转化效率(0-3%)限制了转基因和基因编辑技术在苹果中的应用。最近的研究已经开始揭示再生的分子基础，强调生长素和细胞分裂素相互作用的作用，并确定可以提高再生效率的关键基因。

基于激素的再生的复杂性和成功率的可变性强调需要进一步研究优化苹果遗传转化方法。

园艺研究发表了题为“MdAIL5过表达通过调节激素信号传导和激活芽发育相关基因的表达促进苹果不定芽再生”的研究。

首先，使用标准再生培养基评估了四个主要苹果品种和七个苹果砧木的AS再生能力。在评估的基因型中，“G1-3”和M26表现出优异的AS再生能力。同时，研究人员发现MdAIL5在AS再生过程中上调最显着，其mRNA水平与AS再生能力呈正相关。

基于这些见解，该研究探索了MdAIL5的功能。结果表明，过表达MdAIL5可以提高苹果叶片AS的再生效率。值得注意的是，MdAIL5过表达可以在一定程度上恢复外植体随着成熟度的增加而丧失的AS形成能力。LC-MS/MS检测显示，MdAIL5过表达增加了苹果叶片中生长素、细胞分裂素(CK)等激素的含量。

然后，转录组分析突出了一系列与激素信号传导和芽发育途径相关的差异表达基因(DEG)，表明MdAIL5通过调节这些关键的生物过程来影响AS再生。

酵母单杂交测定、电泳迁移率变动测定和双荧光素酶报告基因测定表明，MdAIL5直接结合MdARF9和MdHB14启动子，并对它们的表达产生积极影响。进一步研究发现MdHB14和MdARF9定位于细胞核，MdARF9和MdHB14过表达可增强烟草AS再生。

综上所述，本研究初步鉴定了MdAIL5转录因子参与苹果叶AS再生的调控网络，有利于提高苹果叶AS再生和遗传转化效率，为苹果功能基因和优良种质的验证奠定基础。创新。

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