農(nóng)學(xué)院滕元文教授團(tuán)隊(duì)揭示脫落酸促進(jìn)梨芽休眠維持的分子機(jī)制
?? 落葉樹木冬季芽休眠的特性能使其免于低溫傷害而安全越冬。進(jìn)入休眠的芽需要一定時(shí)長(zhǎng)的低溫積累（解除休眠的最少低溫時(shí)數(shù)稱為“需冷量”）才能解除休眠，恢復(fù)生長(zhǎng)能力。之前的研究表明，脫落酸（ABA）是調(diào)控休眠的重要植物激素，DAM（Dormancy-associated MADS-box）基因是調(diào)控休眠的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，但目前尚不清楚ABA如何通過(guò)DAM基因調(diào)控芽休眠進(jìn)程。2020年2月24日，浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院滕元文團(tuán)隊(duì)在Plant, Cell & Environment上在線發(fā)表了題為“ABA-responsive ABRE-BINDING FACTOR3 activates DAM3?expression to promote bud dormancy in Asian pear”的研究論文，解答了這一問(wèn)題。該研究闡明了ABA對(duì)DAM基因及芽休眠的精細(xì)調(diào)控作用，為低需冷量品種梨的分子育種提供了新的靶標(biāo)基因，同時(shí)，也為開發(fā)低毒新型破眠劑奠定了理論基礎(chǔ)。
研究人員對(duì)處于不同休眠階段的‘酥梨’花芽分別進(jìn)行了ABA及其合成抑制劑處理，明確了ABA促進(jìn)梨芽休眠維持的作用并發(fā)現(xiàn)DAM基因的表達(dá)受到內(nèi)源ABA的調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)響應(yīng)ABA的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子PpyABF3與PpyDAM3在休眠過(guò)程的表達(dá)一致。進(jìn)一步的試驗(yàn)表明，PpyABF3能夠直接激活或者通過(guò)PpyCBF4間接激活PpyDAM3的表達(dá)進(jìn)而使花芽維持休眠狀態(tài)。在茄梨愈傷組織中過(guò)表達(dá)PpyABF3與PpyDAM3均表現(xiàn)出對(duì)愈傷生長(zhǎng)的抑制。另外，同樣響應(yīng)ABA的另一個(gè)ABF蛋白PpyABF2能夠通過(guò)與PpyABF3蛋白互作，干擾PpyABF3對(duì)PpyDAM3的結(jié)合和激活。這些結(jié)果說(shuō)明，ABA通過(guò)對(duì)DAM基因的精密調(diào)控，維持芽的休眠狀態(tài)。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間低溫積累后，PpyCYP707A3的表達(dá)不斷上調(diào)，促使ABA含量下降。此時(shí)，PpyABF3蛋白很快通過(guò)26S蛋白酶體等途徑被降解，從而使PpyDAM3的表達(dá)下調(diào)，休眠解除（圖1）。
浙江大學(xué)果樹所博士研究生楊欽淞為該文的第一作者，浙江大學(xué)滕元文教授與“百人計(jì)劃”研究員白松齡博士為共同通訊作者。該研究受到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、農(nóng)業(yè)部現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系以及浙江省重點(diǎn)科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。
（果樹所供稿）
圖1 ABF3介導(dǎo)ABA信號(hào)調(diào)控梨芽休眠維持的分子機(jī)理
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