7月31日，云顶国际网址送25元园艺园林学院番茄课题组杨欢欢副教授联合中国农业大学园艺学院发现了转录因子WRKY-B调控番茄侧枝发育并解析了背后的作用机理，相关结果以“The tomato WRKY-B transcription factor modulates lateral branching by targetingBLIND,PIN4andIAA15”为题发表在Horticulture Research。
发表论文情况
侧枝是影响番茄产量的重要农艺性状，过多或过长的侧枝会直接影响番茄营养生长和生殖生长的平衡关系，最终对番茄产量产生不利影响。此外，频繁的整枝打杈是番茄栽培生产中极为耗时耗力的一项工作。阐明番茄侧枝发育的内在机理不仅有助于丰富植物侧枝发育的调控机制，还有利于推动生物技术手段培育少侧枝的番茄品种，这将极大地节省番茄生产中的人力与时间成本。近日，云顶国际网址送25元园艺园林学院番茄课题组杨欢欢副教授系统解析了转录因子WRKY-B调控番茄侧枝发育的作用机理
首先，通过外源激素处理和内源激素含量测定，表明番茄WRKY-B (WRKY-BRANCHED)转录因子受到生长素诱导表达。与野生型相比，过表达WRKY-B基因后的番茄材料表现出了侧枝增多的表型，而突变体wrky-b表现出侧枝减少的表型（图1），明确了WRKY-B正向调控番茄侧枝发育。通过RNA-seq及Chip-seq分析，发现WRKY-B可能通过正向调控侧枝发育明星基因BL和生长素外运基因PIN4来调控侧枝的发育。基因表达分析、体外EMSA和酵母单杂交实验显示WRKY-B直接结合并调控BL和PIN4的表达。此外，在野生型材料中分别敲除BL和PIN4基因后，植株的侧枝形成均受到抑制（图2）。内源激素含量测定显示相比野生型，wrky-b、bl和pin4突变体叶腋处生长素含量明显增加，说明可能通过调控生长素的稳态影响侧枝发育。
WRKY-B促进侧枝的发育
BL和PIN4正向调控侧枝的发育
Aux/IAA是生长素信号途径的抑制因子。此前有报道，番茄IAA15也参与侧枝的发育，然而与wrky-b突变体的表型相反，IAA15敲除植株的侧枝数量和长度都有所增加。该研究发现WRKY-B可以靶向IAA15并负调控IAA15的表达。因此，推测WRKY-B可能通过至少三种不同的机制促进番茄侧枝的形成：第一，通过结合和激活关键侧枝基因BL；第二，通过激活PIN4促进叶腋处生长素的外排；第三，通过抑制IAA15来阻止生长素对侧芽生长的抑制作用（图3）。
WRKY-B调控番茄侧枝发育的工作模式图
据悉，该研究加深了人们对番茄侧枝发育分子机理的理解。云顶国际网址送25元园艺园林学院杨欢欢副教授为该论文的第一作者，中国农业大学博士后周科、延安大学青年教师吴庆飞博士为并列第一作者，云顶国际网址送25元园艺园林学院高级农艺师姜景彬、中国农业大学园艺学院杜敏敏教授为该论文的共同通讯作者。研究生贾新意、王鹤璇、杨文慧、胡晓梦和潘兵青参与了该工作；青岛市农科院黄婷婷研究员、李平副研究员和宁夏大学林立昊博士对该项工作提供了重要帮助。该工作得到了国家自然科学基金 (32002059、32372705)，宁夏重点研发计划专项人才(2023BSB03024)，黑龙江省博士后基金特别资助项目(LBH-TZ2306)的资助。
（供稿/园艺园林学院）
