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【科研新进展】(774)园林学院李厚华教授团队揭示eTM-miR3699-MAN7模块在苹果/海棠体细胞胚发生中的调控功能

近日,西北农林科技大学李厚华教授团队在Horticulture Research上线了题为“The eTM-miR3699-MAN7 mediated cell wall degradation in regulating embryogenic cell formation during the early stage of somatic embryogenesis in apple” 的研究论文。该研究揭示了ceRNA模块eTM-miR3699-MAN7介导的细胞壁降解调控苹果/海棠胚性细胞形成的机制,为解析植物体细胞重编程机理据提供了新思路。

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图1 调控苹果/海棠体细胞胚发生的eTM-miR3699-MAN7模块

体细胞胚发生具有遗传稳定性高、诱导周期短、繁殖系数高等优点,是实现木本植物大规模繁殖和优良性状保持的理想材料,也是木本植物遗传转化的优良受体。体细胞脱分化是植物体胚发生的先决条件,该研究通过全转录组测序预测到eTM-miR3699-MdMAN7模块可能是苹果属植物胚性细胞形成的关键调控因子,随后通过双荧光素酶报告系统和GUS组织化学染色等方法鉴定了eTM3699-miR3699-MdMAN7的靶向调控关系,最后通过稳定过表达和 CRISPR /Cas9介导的转基因试验明确了miR3699和MdMAN7在体细胞胚发生中的具体功能。结果表明,MdMAN7的过表达能够增强 β-甘露聚糖酶的活性,进而诱导半纤维素降解,重塑高度分化的体细胞的细胞壁,解除细胞分化和分裂的限制,最终促进胚性细胞的形成。MdMAN7的过表达可显著提高体胚发生的效率并缩短诱导周期,miR3699通过靶向负调控MdMAN7的转录发挥作用。此外,eTM3699(lncRNA MSTRG.1226.2)作为miR3699的内源诱捕靶标,通过干扰miR3699对MdMAN7的靶向切割促进胚性细胞的形成。本研究深入解析了苹果属植物体细胞重编程的机制,并对木本植物的种质改良和分子育种提供了理论支持。

李厚华教授团队多年来主要以苹果属海棠为研究对象,进行园林植物种质资源收集、新品种选育、花果呈色和抗逆胁迫机理等研究。博士后杨越、王玉和已毕业博士陈明堃为论文共同第一作者,李厚华教授为该论文的通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。

原文链接:https://doi.org/10.1093/hr/uhaf315

编辑:张晴

终审:刘玉峰