近日，西北農(nóng)林科技大學園藝學院蘋果抗逆與品質(zhì)改良創(chuàng)新團隊李超教授/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通過整合生長素和脫落酸途徑正向調(diào)節(jié)蘋果耐寒性的分子機制。
我國是世界第一大蘋果生產(chǎn)國和消費國，蘋果產(chǎn)業(yè)作為助力鄉(xiāng)村振興的主導產(chǎn)業(yè)之一，對農(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重影響蘋果的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)，導致許多產(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)冷脅迫會誘導MdHY5表達的上調(diào)，進而正向調(diào)控蘋果（Malus domestica）的耐冷性。
進一步研究發(fā)現(xiàn)MdHY5直接與MdGH3-2/12（生長素酰胺合成酶）的啟動子相互作用并抑制它們的表達。然而，低溫脅迫抑制了MdHY5對MdGH3-2/12的調(diào)控，從而抑制了由MdHY5-MdGH3-2/12模塊介導的吲哚乙酸（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）的啟動子相互作用，從而激活其表達。此外，冷脅迫增強了MdHY5對MdNCED2的調(diào)控，這導致由MdHY5-MdNCED2模塊介導的脫落酸（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，促進了花青素的積累，進一步增強了蘋果的耐寒性。研究結(jié)果為HY5在冷脅迫下整合生長素和脫落酸途徑的多重作用和調(diào)控機制建立了理論框架，并為蘋果的抗寒育種提供了理論依據(jù)。
園藝學院蘋果抗逆與品質(zhì)改良創(chuàng)新團隊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)重點研發(fā)計劃項目（2023B02018）、國家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項基金（CARS-27）和中國高?？茖W基金項目（2452023067）的支持。
原文鏈接：http://doi.org/10.1111/nph.20333
