近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院蘋果抗逆與品質(zhì)改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)李超教授/馬鋒旺教授課題組在《New Phytologist》在線發(fā)表了題為“MdHY5 positively regulates cold tolerance in apple by integrating the auxin and abscisic acid pathways”的研究論文，揭示了MdHY5通過整合生長(zhǎng)素和脫落酸途徑正向調(diào)節(jié)蘋果耐寒性的分子機(jī)制。
我國(guó)是世界第一大蘋果生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，蘋果產(chǎn)業(yè)作為助力鄉(xiāng)村振興的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)農(nóng)民增收致富具有重要作用。然而，隨著全球氣候變化，極端氣候事件頻繁發(fā)生，早春低溫霜凍和冬季低溫凍害嚴(yán)重影響蘋果的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)，導(dǎo)致許多產(chǎn)區(qū)蘋果生產(chǎn)損失巨大。研究蘋果響應(yīng)低溫脅迫的分子機(jī)制有助于培育耐受低溫的新品種，提高其抗寒能力。
該研究發(fā)現(xiàn)冷脅迫會(huì)誘導(dǎo)MdHY5表達(dá)的上調(diào)，進(jìn)而正向調(diào)控蘋果（Malus domestica）的耐冷性。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)MdHY5直接與MdGH3-2/12（生長(zhǎng)素酰胺合成酶）的啟動(dòng)子相互作用并抑制它們的表達(dá)。然而，低溫脅迫抑制了MdHY5對(duì)MdGH3-2/12的調(diào)控，從而抑制了由MdHY5-MdGH3-2/12模塊介導(dǎo)的吲哚乙酸（IAA）含量的增加。另外，MdHY5直接與MdNCED2（脫落酸生物合成中的關(guān)鍵酶）的啟動(dòng)子相互作用，從而激活其表達(dá)。此外，冷脅迫增強(qiáng)了MdHY5對(duì)MdNCED2的調(diào)控，這導(dǎo)致由MdHY5-MdNCED2模塊介導(dǎo)的脫落酸（ABA）含量的增加。
綜上所述，在低溫脅迫下，MdHY5通過調(diào)控MdGH3-2/12和MdNCED2，降低了蘋果植物中IAA/ABA的比率，促進(jìn)了花青素的積累，進(jìn)一步增強(qiáng)了蘋果的耐寒性。研究結(jié)果為HY5在冷脅迫下整合生長(zhǎng)素和脫落酸途徑的多重作用和調(diào)控機(jī)制建立了理論框架，并為蘋果的抗寒育種提供了理論依據(jù)。
園藝學(xué)院蘋果抗逆與品質(zhì)改良創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)李超教授和馬鋒旺教授為本文通訊作者，博士研究生劉曉敏為論文第一作者。該研究得到新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023B02018）、國(guó)家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)基金（CARS-27）和中國(guó)高?？茖W(xué)基金項(xiàng)目（2452023067）的支持。
原文鏈接：http://doi.org/10.1111/nph.20333
