Wetenschap
Onderzoekers ontdekken een mechanisme dat de kiemrust in boompioenen reguleert
Bij meerjarige houtachtige planten is de endodormantie van de knoppen cruciaal voor het overleven onder ongunstige omgevingsomstandigheden in de winter, zoals lage temperaturen (LT) en uitdrogingsstress. Het doorbreken van de kiemrust is essentieel voor het hervatten van de knopgroei en bloei. Boompioen (Paeonia suffruticosa Andr.), behorend tot de sectie Moutan van het geslacht Paeonia en familie Paeoniaceae, staat bekend om zijn hoge sier- en medicinale waarde en staat ook bekend als een nieuw gekweekte olieplant.
Als vaste plant ondergaat de boompioen in de late herfst endodormantie. Door een gebrekkig begrip van het mechanisme voor het vrijkomen van kiemrust zijn er echter nog steeds veel productieproblemen, zoals abortus van bloemen, verkorting van takken en abnormale blad- en bloemvorming in de praktijk, die de commerciële waarde aanzienlijk verminderen en de ontwikkeling van de boompioen belemmeren. industrie.
Recente studies hebben het regulerende netwerk van ABA en DAM (Dormancy Associated MADS-box) bij het moduleren van de kiemrust van knoppen opgehelderd. De bioactieve gibberellines (GA's) dragen ook bij aan het vrijkomen van de kiemrust, en exogene toepassing van GA verbreekt snel de kiemrust van boompioenen. Het mechanisme van GA dat de kiemrust reguleert, blijft echter slecht begrepen.
Tuinbouwonderzoek publiceerde een onderzoeksartikel met de titel "PsmiR159b-PsMYB65 module functioneert in de hervatting van knopgroei na endodormantie door de celcyclus in boompioenen te beïnvloeden" door professor Shupeng Gai van de Qingdao Agricultural University.
Het onderzoek onderzoekt de miR159b-GAMYB-module, een klassieke en conservatieve module van GA-respons die functioneert in verschillende fysiologische processen. De rol ervan in de regulatie van de slaaptoestand blijft echter onduidelijk. In deze studie is PsmiR159b zeer overvloedig aanwezig in slapende knoppen, en accumulatie bij lage temperaturen onderdrukt de expressie ervan in boompioenen.
Uit STTM-uitschakeling (short tandem target mimic) en overexpressieanalyse blijkt dat PsmiR159b de afgifte van kiemrust remt. Genetische analyse en afbraakexperimenten tonen aan dat PsmiR159b zich richt op PsMYB65. PsMYB65 heeft de kenmerken van transcriptiefactoren en speelt een activerende rol door zijn TRD (transcriptieregulatiedomein).
Het langdurige koude en exogene GA3 induceert PsMYB65, en het tot zwijgen brengen van PsMYB65 vertraagt het openbarsten van de knop en zorgt voor een lagere relatieve groeisnelheid. Transcriptomische analyse van PsMYB65-tot zwijgen gebrachte knoppen identificeert de differentieel tot expressie gebrachte genen die significant verrijkt zijn in de celcyclus en DNA-replicatieroute, waaronder PsCYCD3;1 aanzienlijk wordt gedownreguleerd en een MYB-bindend element op zijn promoter bevat.
Y1H, EMSA en dubbele luciferase rapporteren testen om te bevestigen dat PsMYB65 de expressie van PsCYCD3;1 activeert door te binden aan de promoter ervan. Bovendien remt het uitschakelen van PsCYCD3;1 de celdeling en vertraagt het het openbarsten van knoppen. Deze studie laat zien dat PsmiR159b-PsMYB65 de afgifte van kiemrust moduleert door de celcyclus van boompioenen te beïnvloeden, een nieuwe route van GA die de afgifte van knoprust reguleert, en uitstekende genenbronnen biedt voor de moleculaire veredeling van de bloei van boompioenen.