近日，西北农林科技大学园艺学院苹果抗逆与品质改良创新团队李超教授/马锋旺教授课题组在《New Phytologist》在线发表了题为“MdHY5 positively regulates cold tolerance in apple by integrating the auxin and abscisic acid pathways”的研究论文，揭示了MdHY5通过整合生长素和脱落酸途径正向调节苹果耐寒性的分子机制。
我国是世界第一大苹果生产国和消费国，苹果产业作为助力乡村振兴的主导产业之一，对农民增收致富具有重要作用。然而，随着全球气候变化，极端气候事件频繁发生，早春低温霜冻和冬季低温冻害严重影响苹果的生长发育、产量和品质，导致许多产区苹果生产损失巨大。研究苹果响应低温胁迫的分子机制有助于培育耐受低温的新品种，提高其抗寒能力。
该研究发现冷胁迫会诱导MdHY5表达的上调，进而正向调控苹果（Malus domestica）的耐冷性。
进一步研究发现MdHY5直接与MdGH3-2/12（生长素酰胺合成酶）的启动子相互作用并抑制它们的表达。然而，低温胁迫抑制了MdHY5对MdGH3-2/12的调控，从而抑制了由MdHY5-MdGH3-2/12模块介导的吲哚乙酸（IAA）含量的增加。另外，MdHY5直接与MdNCED2（脱落酸生物合成中的关键酶）的启动子相互作用，从而激活其表达。此外，冷胁迫增强了MdHY5对MdNCED2的调控，这导致由MdHY5-MdNCED2模块介导的脱落酸（ABA）含量的增加。
综上所述，在低温胁迫下，MdHY5通过调控MdGH3-2/12和MdNCED2，降低了苹果植物中IAA/ABA的比率，促进了花青素的积累，进一步增强了苹果的耐寒性。研究结果为HY5在冷胁迫下整合生长素和脱落酸途径的多重作用和调控机制建立了理论框架，并为苹果的抗寒育种提供了理论依据。
园艺学院苹果抗逆与品质改良创新团队李超教授和马锋旺教授为本文通讯作者，博士研究生刘晓敏为论文第一作者。该研究得到新疆维吾尔自治区重点研发计划项目（2023B02018）、国家苹果产业技术体系专项基金（CARS-27）和中国高校科学基金项目（2452023067）的支持。
原文链接：http://doi.org/10.1111/nph.20333
日期：2025-02-07
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