河南农业大学谭彬/冯建灿团队发现调控桃树分枝的新机制

分枝是木本植物的重要特性之一，层层分枝形成了千姿百态的树冠。果树分枝数量的多少、枝的长短与其果实产量、品质形成、适应环境能力和竞争能力密切相关。桃树萌芽率和成枝力均强，枝条年生长量大，但品种之间的分枝特性也存在着很大的差别。大多数品种营养生长旺盛，树体枝繁叶茂，最终造成树冠郁蔽，不仅影响透光率、果实品质的提升、加重病虫害的发生几率，还极大增加了夏剪和冬剪人工成本（图1），也有一些品种的同期枝（二、三级侧枝）数量很少。植物的分枝受多种因素影响，激素是重要的因素之一，独角金内酯（SL）作为一种重要的植物激素，在调控植物侧枝发育过程中发挥重要作用，然而其在桃分枝形成中的具体机制尚不清晰。

图1 普通桃分枝状况（分枝层级多、数量多）

河南农业大学桃生物学与种质创新团队研究发现柱型桃照手红（Z）二级分枝少、独角金内酯含量高，而普通型桃大久保（O）分枝数量多（图2）、独角金内酯含量低，与独角金内酯合成相关的基因PpLBO1、PpMAX3、PpMAX4表达量也有相同的趋势；喷施外源独脚金内酯（GR24）能显著抑制柱型桃分枝形成，表明SL在桃分枝形成中发挥重要作用。

图2 柱型桃照手红二级分枝数量显著少于普通型桃大久保

转录组分析发现柱型桃中PpTCP18（PpBRC1）的表达量显著高于普通型桃，而且其表达模式与独角金内酯合成关键基因PpLBO1、PpMAX3、PpMAX4相似。PpTCP18是否通过调控独角金内酯生物合成而影响桃分枝形成？深入分析发现PpTCP18能直接结合PpLBO1、PpMAX3、PpMAX4基因启动子，促进这些基因的表达并调控独角金内酯的合成。进一步研究发现，与PpTCP18共定位于5号染色体的lncRNA5，能激活PpTCP18的启动子活性。据此提出了PpTCP18以正反馈调控SL生物合成调节桃分枝形成的新机制，为桃树型的遗传改良提供理论支持。

该研究结果以题为‘PpTCP18 is upregulated by lncRNA5 and controls branch number in peach (Prunus persica) through positive feedback regulation of strigolactone biosynthesis’的论文发表在国际著名学术期刊Horticulture Research（一区期刊，IF=7.291）。该论文通讯作者为河南农业大学谭彬教授和冯建灿教授，青年教师王小贝博士和硕士生王秋平为共同第一作者。该研究在国家重点研发项目（2019YFD1000100）、河南省优秀国外学者项目（GZS2020007）、河南省现代农业产业技术体系工程项目（HARS-22-09-G1）等项目资助下完成。

原文链接： https://doi.org/10.1093/hr/uhac224

转自：“iPlants”微信公众号

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