核桃作為重要的珍貴木材和堅果樹種，在世界范圍內廣泛種植。目前我國主栽品種為早實類型，由于進入盛果期早、結實量大，極易造成早衰和感病，已成為核桃產業的瓶頸性問題。
中國林業科學研究院研究員裴東課題組聯合東北林業大學大學教授鄭志民課題組開展了種間雜交砧木調控早實核桃接穗生長結實的分子機制研究。該研究揭示了miR396a-JrGRF4b/JrGIF1a-JrGATA4表觀遺傳調控網絡在雜種砧木調控接穗生長發育過程中發揮了重要作用。研究成果近日在《植物生物技術雜志》（Plant Biotechnology Journal）在線發表。
裴東課題組采用種間雜交，將核桃屬中生長勢強、抗逆性突出的北加州黑核桃種作母本與核桃雜交，育成與核桃親和力強的‘中寧奇’雜種砧木。通過多年多點試驗證明，該砧木可穩定提高早實品種‘上宋14’的生長勢、延緩早衰和增強抗性，但其分子機制認識仍十分有限。
通過多年多地對不同嫁接組合樹體表型性狀的系統調查發現，核桃種間雜交砧木‘中寧奇’可穩定并顯著地改善早實核桃‘上宋14’接穗的生長及樹體產量，增強了樹勢和抗性。
進一步深入解析分子機制后發現，當‘上宋14’核桃接穗嫁接至‘中寧奇’砧木后，接穗中的miR396a的成熟序列含量顯著降低，會釋放靶向負調控的JrGRF4b轉錄本，而JrGRF4b與JrGIF1a會形成蛋白復合體潛在正向調控植株生長發育。此外，JrGRF4b蛋白會與JrGATA4的啟動子特異性結合，增強其轉錄活性，促進下游周期蛋白基因JrCycD4;1和JrCycJ18的表達，導致細胞增殖和生長，從而促進接穗的生長發育。
該研究結果不僅為早實核桃性狀改良提供了miRNA-靶基因的模塊化選育策略，而且為經濟樹種通過砧木改良接穗品種性狀和砧木+接穗一體化品種設計提供了理論基礎。
中國林業科學研究院與東北林業大學聯合培養已畢業博士研究生李寶鑫為論文第一作者，裴東與鄭志民為該論文共同通訊作者。研究得到了國家自然科學基金重點項目和國家自然基金面上項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1111/pbi.70207
本文鏈接：研究解析雜交砧木調控核桃接穗生長發育分子機制http://m.sq15.cn/show-11-23987-0.html
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