Kürzlich veröffentlichte ein Team unter der Leitung von Professor Dong Zhang vom College of Horticulture der Northwest A&F University einen Forschungsartikel mit dem Titel „Transcriptome analysis enthüllt den regulatorischen Mechanismus, durch den MdWOX11 die zufällige Triebbildung in Äpfeln unterdrückt“ in Gartenbauforschung.
Die Autoren zeigten, dass der Genotyp von Apfelblättern ein Schlüsselfaktor war, der ihre Fähigkeit zur AS-Bildung beeinflusste, und dass ein geeignetes CK/IAA-Verhältnis die AS-Bildung fördern könnte. Darüber hinaus fanden sie heraus, dass das Expressionsniveau von MdWOX11 negativ mit der Fähigkeit zur Bildung von AS korrelierte. Die Autoren analysierten dann die Phänotypen von MdWOX11-transgenen Pflanzen, um zu zeigen, dass eine Überexpression von MdWOX11 die AS-Bildung unterdrückte. Die Analyse der endogenen Hormone zeigte, dass sich die Trends im Hormongehalt zwischen den transgenen MdWOX11-RNAi- und MdWOX11-OE-Linien in drei Stadien der AS-Entwicklung unterschieden.
Die Autoren führten als nächstes eine RNA-seq-Analyse von transgenen GL-3- und MdWOX11-Linien in drei Stadien der AS-Entwicklung durch und identifizierten 8066 differentiell exprimierte Gene (DEGs). Die Clusteranalyse der Expressionsprofile von hormonbezogenen und mit der Sprossentwicklung in Verbindung stehenden Genen in MdWOX11-transgenen Pflanzen während der AS-Bildung zeigte, dass die Expression von Genen, die mit dem CK-Signalweg und der Sprossentwicklung in Zusammenhang stehen, in GL-3 höher war als in MdWOX11-OE-transgenen Pflanzen während die Kallus- und AS-Entstehungsstadien. Allerdings war die Expression des Cytokinin-Oxidase-Gens MdCKX5 in MdWOX11-OE-transgenen Pflanzen höher als in GL-3- und MdWOX11-RNAi-transgenen Pflanzen.
Um Gene zu identifizieren, die stromabwärts von MdWOX11 wirken, führten die Autoren einen Hefe-One-Hybrid (Y1H)-Assay, Dual-Luciferase-Assays und ChIP-qPCR durch. Die Ergebnisse bestätigten die Bindung von MdWOX11 an den MdCKX5-Promotor und zeigten, dass MdWOX11 die Promotoraktivität von MdCKX5 verstärkte. Daher schlugen die Autoren ein Arbeitsmodell vor, mit dem MdWOX11 die MdCKX5-Transkription reguliert, um die AS-Bildung in Äpfeln zu vermitteln. Insbesondere bindet MdWOX11 an den Promotor von MdCKX5 und induziert dessen Expression; MdCKX5 fördert dann den CK-Abbau, und eine geringe Expression von Genen, die mit der CK-Reaktion zusammenhängen, hemmt die AS-Bildung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass „diese Studie den Mechanismus beleuchtet, durch den MdWOX11 die AS-Bildung reguliert, und einen Einblick in die Gesamtregulation der AS-Bildung in Apfelunterlagen gibt“, stellen die Autoren fest.
Jiangping Mao et al., Transkriptomanalyse enthüllt den regulatorischen Mechanismus, durch den MdWOX11 die zufällige Sprossbildung bei Äpfeln unterdrückt, Gartenbauforschung (2022). DOI: 10.1093/hr/uhac080
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