近日，植物類知名期刊《Plant Biotechnology Journal》（影響因子6.305）在線發(fā)表了河南農(nóng)業(yè)大學園藝學院果樹生物學重點實驗室桃科研團隊完成的題為“A single nucleotide mutation in GID1c disrupts its interaction with DELLA1 and causes a GA-insensitive dwarf phenotype in peach”的研究論文，揭示了矮化桃“壽星桃”樹體株高的形成機理。
　　植物株型是影響果園生產(chǎn)力的重要因素之一。近年來，由于矮化密植具有早果、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、便于機械化作業(yè)等優(yōu)點，已逐漸成為桃生產(chǎn)的重要栽培模式。在傳統(tǒng)的雜交選育方法外，轉(zhuǎn)基因育種技術也將成為優(yōu)良矮化桃品種的高效培育方法。因此，從分子層面解析桃樹矮化的機理，將為今后矮化密植型桃轉(zhuǎn)基因育種工作提供必要的理論基礎。然而，對于矮化桃資源矮化的分子機制尚不清楚。
　　赤霉素（GAs）是調(diào)控植物株型的重要激素，GAs對植物的生長促進作用，主要是因為赤霉素受體GID1c與 DELLA1在GAs存在時發(fā)生互作，導致DELLA的降解，從而解除DELLA對生長的抑制?！胺刍▔坌翘摇保‵HSXT）是一種矮化品種，前期研究發(fā)現(xiàn)，該品種對GA處理不敏感，然而其分子機制尚不明確。本研究通過生物信息學方法發(fā)現(xiàn)“FHSXT”中赤霉素受體GID 1發(fā)生了非同義單核苷酸突變，從而抑制了其與DELLA 的相互作用，導致了“FHSXT”產(chǎn)生了GA不敏感的矮化表型。
　　該研究提出了一個調(diào)控桃樹體結構的新機制模型。在標準生長型桃“秋蜜紅”（QMH）中，GID1c與 DELLA1在活性GA存在時發(fā)生互作，形成GID1c-GA-DELLA三聚體結構，通過26S蛋白酶體途徑降解DELLA，從而解除DELLA對生長的抑制。在矮化品種“FHSXT”中，GID1c S191F無法與DELLA蛋白發(fā)生互作，導致DELLA的大量積累。從而抑制了莖段內(nèi)細胞的伸長，導致節(jié)間變短，形成矮化表型；另一方面，高水平的DELLA又導致獨腳金內(nèi)酯（SLs）的積累，激活了桃中Teosinte branched1 (Tb1) 的轉(zhuǎn)錄，從而抑制側(cè)枝的生長。這些結果表明：GID1c可作為未來桃樹遺傳調(diào)控桃樹體結構的主要調(diào)控因子，將為今后矮化密植型桃轉(zhuǎn)基因育種工作提供必要的理論基礎。

調(diào)控桃樹體結構的新機制模型

　　園藝學院青年英才程鈞博士和碩士生張蒙蒙為該論文的共同第一作者，馮建燦教授為通訊作者。園藝學院桃科研團隊鄭先波、譚彬、葉霞、李繼東、王偉等參與了部分研究工作。該研究獲得河南省重大科技專項、河南省大宗水果產(chǎn)業(yè)技術體系專項基金、河南省聯(lián)合基金、河南高校創(chuàng)新團隊項目的經(jīng)費支持。
　　《Plant Biotechnology Journal》是由國際著名出版社WILEY-BLACKWELL出版，在農(nóng)學、植物科學和生物技術領域均具有很大影響，主要刊發(fā)在植物生物技術方面取得創(chuàng)新性結果的原創(chuàng)性文章。

　　文章鏈接：A single nucleotide mutation in GID1c disrupts its interaction with DELLA1 and causes a GA-insensitive dwarf phenotype in peach

來源：河南農(nóng)業(yè)大學園藝學院