桃樹(shù)（Prunus persica）等多年生果樹(shù)的芽休眠是其冬季生存的關(guān)鍵策略，需冷量（chilling requirement，CR）是打破休眠的必要條件之一。然而，全球變暖導(dǎo)致許多地區(qū)的需冷量難以滿(mǎn)足，影響了桃樹(shù)的生長(zhǎng)和發(fā)育。因此，理解需冷量和芽休眠（bud dormancy）的遺傳機(jī)制對(duì)于培育適應(yīng)不同地理區(qū)域的低需冷量品種具有重要意義。

近日，中國(guó)農(nóng)科院鄭州果樹(shù)所桃資源與育種團(tuán)隊(duì)趙亞林博士、李勇副研究員為共同第一作者，王力榮研究員為通訊作者，在《Plant Physiology》雜志發(fā)表題為“MADS-box protein PpDAM6 regulates chilling requirement-mediated dormancy and bud break in peach”科研成果，研究通過(guò)基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）、染色質(zhì)免疫共沉淀測(cè)序（ChIP-seq）等多種方法，系統(tǒng)分析了桃樹(shù)需冷量和芽休眠調(diào)控機(jī)制，并系統(tǒng)揭示了MADS-box蛋白PpDAM6基因的功能和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。易基因科技為本研究提供了重要的ChIP-seq技術(shù)服務(wù)。

標(biāo)題：MADS-box protein PpDAM6 regulates chilling requirement-mediated dormancy and bud break in peach（MADS-box蛋白PpDAM6調(diào)控桃樹(shù)需冷量介導(dǎo)的休眠和芽萌發(fā)）

發(fā)表期刊：Plant Physiology（植物生理學(xué)）

影響因子： IF 6.5 / 1區(qū)

技術(shù)平臺(tái)：ChIP-seq等（易基因金牌技術(shù)）

本研究通過(guò)基于345份桃樹(shù)（Prunus persica (L.) Batsch）材料的結(jié)構(gòu)變異的全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS），鑒定出PpDAM6（DORMANCY-ASSOCIATED MADS-box）是調(diào)控需冷量的關(guān)鍵基因。通過(guò)在桃樹(shù)芽中瞬時(shí)沉默PpDAM6基因，以及在轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果（Malus×domestica）中穩(wěn)定過(guò)表達(dá)該基因，驗(yàn)證了PpDAM6在需冷量調(diào)控中的功能。結(jié)果表明，PpDAM6在調(diào)控桃樹(shù)和蘋(píng)果的芽破眠、隨后的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和開(kāi)花過(guò)程中具有進(jìn)化上保守的功能。PpDAM6啟動(dòng)子區(qū)域的30-bp缺失與低需冷量品種中PpDAM6表達(dá)量的降低顯著相關(guān)?；谶@一30-bp插入/缺失（indel）開(kāi)發(fā)的PCR標(biāo)記可用于區(qū)分非低需冷量和低需冷量的桃樹(shù)品種。ChIP-seq結(jié)果表明，在低需冷量和非低需冷量品種中，PpDAM6位點(diǎn)的H3K27me3修飾在休眠過(guò)程中未表現(xiàn)出明顯變化，且從全基因組水平來(lái)看，低需冷量品種的H3K27me3修飾發(fā)生得更早。PpDAM6能夠通過(guò)誘導(dǎo)下游基因PpNCED1（9-順式環(huán)氧類(lèi)胡蘿卜素雙加氧酶1，ABA生物合成的關(guān)鍵酶）和CALS（胼胝質(zhì)合成酶）的表達(dá)來(lái)介導(dǎo)細(xì)胞間通訊。本研究揭示了由PpDAM6復(fù)合體形成的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)了桃樹(shù)需冷量調(diào)控下的休眠和芽破眠過(guò)程。對(duì)需冷量自然變異遺傳基礎(chǔ)的深入理解，將有助于育種者開(kāi)發(fā)適合在不同地理區(qū)域種植的不同需冷量品種。

參考文獻(xiàn)：