Papel de MdAIL5 en la señalización hormonal y la activación genética.

Las plantas muestran una notable capacidad de autorreparación y regeneración, un proceso crítico para la adaptación a los cambios ambientales y respaldado por la totipotencia o pluripotencia. El manzano es una de las plantas modelo para el estudio de árboles frutales leñosos perennes. El método de pellizco de hojas se utiliza principalmente para transformar genéticamente manzanas, y un sistema eficaz de regeneración de yemas adventicias (AS) determina el éxito de esta transformación.

Sin embargo, la baja eficiencia de conversión (0-3%) limitó la aplicación de técnicas de edición de genes y edición de genes en Apple. Estudios recientes han comenzado a desentrañar las bases moleculares de la regeneración, centrándose en el papel de las interacciones de auxinas y citoquininas e identificando genes clave que pueden mejorar la eficiencia de la regeneración.

La complejidad de la regeneración basada en hormonas y la variación en las tasas de éxito subrayan la necesidad de realizar más investigaciones para mejorar los métodos de transformación genética en las manzanas.

investigación hortícola Investigación publicada titulada “La sobreexpresión de MdAIL5 promueve la regeneración de las yemas de la manzana al regular la señalización hormonal y activar la expresión de genes asociados con el desarrollo de las yemas.«.

Primero, se evaluaron las capacidades de regeneración de AS de cuatro cultivares principales de manzanas y siete portainjertos de manzanas utilizando un medio de regeneración estándar. Entre los genotipos evaluados, 'Gl-3' y M26 mostraron capacidades superiores de regeneración de AS. Mientras tanto, los investigadores descubrieron que MdAIL5 estaba significativamente regulado positivamente durante la regeneración de AS, y su nivel de ARNm y su capacidad para regenerar AS estaban correlacionados positivamente.

Basándose en estos conocimientos, el estudio exploró la función de MdAIL5. Los resultados mostraron que la sobreexpresión de MdAIL5 podría mejorar la eficiencia de la regeneración de AS en hojas de manzano. En particular, la sobreexpresión de MdAIL5 podría restaurar hasta cierto punto la capacidad de formación de AS de los explantes, que se perdía a medida que aumentaba la madurez. El descubrimiento por LC-MS/MS reveló que la sobreexpresión de MdAIL5 aumenta el contenido de auxina, citoquinina (CK) y otras hormonas en las hojas de manzano.

A continuación, el análisis del transcriptoma destacó un conjunto de genes expresados ​​diferencialmente (DEG) asociados con la señalización hormonal y las vías de desarrollo de brotes, lo que sugiere que MdAIL5 afecta la regeneración de AS al modular estos importantes procesos biológicos.

Los ensayos de dos híbridos de levadura, el ensayo de cambio de movilidad electroforética y el ensayo de indicador de luciferasa dual revelaron que MdAIL5 se une directamente a los promotores MdARF9 y MdHB14 y afecta positivamente su expresión. Investigaciones adicionales han encontrado que MdHB14 y MdARF9 están localizados en el núcleo y que la sobreexpresión de MdARF9 y MdHB14 promueve la regeneración del AS del tabaco.

En conclusión, esta investigación identificó inicialmente la red reguladora de los factores de transcripción MdAIL5 involucrados en la regeneración de la hoja del manzano AS, que es beneficiosa para mejorar la eficiencia de la regeneración de la hoja del manzano AS y la transformación genética, y sentó las bases para la validación de genes funcionales de AS del manzano y excelente germoplasma. innovación.