【柱状苹果】你见过长得像柱子的苹果树吗？为什么形成柱状苹果树型？

柱状苹果树？和这个赤霉素代谢基因有关……。

作者| SHR

书篇|日云

树型是影响果树生产的关键因素。因为树枝多，树枝密集的树型不仅严重抑制透光率和馆内光合，而且管理起来也不方便。有趣的是，有一种柱形苹果树，与传统的果树不同，它有紧凑的圆柱形树型，其树枝向上延伸，而不是横向延伸[1]。这种树型对果树农业生产至关重要，但对这种树型形成的机制还不清楚。研究表明，该柱形树型的表型包含显性Co区域，通过逆转录在茎分生组织和叶原期的该区域发现了MdDOX-Co基因的异位表达(在野生型中表达根特异性)[2]。MdDOX-Co基因编码了2-酮戊二酸依赖性脱氧核糖核酸酶(DOX，2ODD)，该基因在拟南芥、烟草和苹果中过度表达，可导致相似的特性[1]。

圆周果树

2020年3月，日本国家农业和食品研究组织Kazuma Okada和合作者在Tree Physiology上发表了Columnar根据GIBBER ELLIN DEFICIENCY BY ECTOPIC ERESSIOF OF A DIOXYGENASE GENE的研究论文，MdDOX-Co可能与缺乏具有生物活性的赤霉素(GA )32

最近，该合作伙伴团队在The Plant Journal重新发表了题为The apple gene responsible for columnar tree shape reduces The abundance of biologically active giber elliber的论文，该论文以初步研究为基础

首先，该研究将MdDOX-Co与野生型相比表现过度的义南假肢系(MdDOX-Co OE)中GA20ox2(GA 20-oxidase 2)和GA3ox1(GA 3-oxidase 1)

植物体内赤霉素种类和代谢过程复杂，通过体外生化实验，研究结果表明，MdDOX-Co基因产物可以将活性赤霉素A4(GA4)转化为GA58 (12-OH-GA4)，全部物质GA12和GA9分别转化为GA111。另外，在3个12-OH-GA中，只有GA 58仍然具有生理活性，MdDOX-Co OE菌株中GA 58没有被内源性检测到，这表明GA 58的缺失是在这一过程中起作用的关键激素。

该研究发现，MdDOX-Co的过表达将外源GA12代谢为GA111而不是GA58或GA70，但GA9可以转化为GA58。但是，当GA 12有效代谢为GA9时，GA111在体外被GA 20氧化酶转化为GA 70。这表明MdDOX-Co的12-羟基化酶活性会导致GA的12-氧化，从而减少GA20氧化酶催化的C20氧化过程。这是降低活性GA含量的关键。

12-oxidation of ga affects ga metabolism by ga 20-oxidases

摘要本文研究表明，MdDOX-Co通过对GA12进行12-羟基化，抑制了GA9和生物活性GA的合成，导致柱状表型。该研究发现，MdDOX-Co影响活性GA的转化率，进而影响树型机制，研究结果对今后果树生产具有重要意义。

参考文献

[1]冈田、k .和田、m .莫里雅、s .Katayes、y .fujisawa、h .Wu、J山本，T. and Abe，K. (2016)。expression of a putative dioxy gene adjacent to an insertion mutation is involved in the short internodes of columnar

[2]和田、m .iwanami、h .Moria、s .一、t .Tanaka、y .来K. (2018年)。a root-localized gene in normal apples is EC topically expressed in aerial parts of columnar apples . plant growth rowth

[3]冈田、k .和田、m .塔克巴亚希、y .科岛、m .坂崎巴、h .中野兽K. (2020)。columnar growth phenotype in apple results from gibber ellin deficiency by ectopic expression of a dioxy gene . to

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