2024年3月18号，西南地区特色林木种质改良与资源综合利用团队（以下简称团队）在第二教学楼B203举行2023-2024学年第二学期第1次组会，团队老师及全体研究生参加。
在本次组会文献分享中，田自能以“Establishment of an efficient transformation system and its application in regulatory mechanism analysis of biological macromolecules in tea plants”为题，分享了茶树遗传转化的新方法和再生体系的建立，及代谢物的分析。茶是全球消费量最大的饮料之一，仅次于水，远远超过咖啡、葡萄酒、啤酒和碳酸软饮料。2020年，茶叶面积和产量分别超过500万公顷和600万吨。作为茶叶的原产地，中国占全球茶叶产量的47%。基于传统育种，在过去的几十年中产生了许多具有更好性状的新品种。但人工授粉成功率低、生长周期长等问题制约了茶树品种的改良。近年来，遗传转化已被证明是一种用于植物改良的有效技术。尽管茶树遗传转化技术已取得了一些进展，但这些方法的效率较低，不能广泛应用于茶树育种和基因功能分析。因此，高效的转化方法是茶叶基础研究和应用研究的必要条件。该研究介绍了非组培条件下，高效率利用发根农杆菌介导的茶树遗传转化体系，可用于过表达目的基因和基因编辑。此外，作者建立了转基因根系愈伤组织诱导系统，实现了从叶部、地上部的再生诱导，从而扩大了农杆菌介导的遗传转化在茶树中的应用。这为后续研究一些难以进行遗传转化的植物物种提供了重要的参考。
周驰宇以“The role of strigolactone analog (GR24) in endogenous hormone metabolism and hormone‑related gene expression in tobacco axillary buds”为题，讲述了烟草腋芽对独脚金内酯人工合成类似物（GR24）以及独脚金内酯合成抑制剂（TIS-108）的响应，研究了独脚金内酯(SL)对烟草腋芽伸长及其内源激素代谢和相关基因表达的影响。结果表明，GR24在第2天和第9天显著抑制了腋芽的伸长。高效液相质谱法分析结果进一步表明，SL显著影响了植物内源激素的代谢，改变了内源激素的水平和各内源激素之间的比例。其中，生长素(IAA)、反式玉米蛋白核苷(tZR)、异戊烯基腺嘌呤(iP)、赤霉素(GA4)、茉莉酸(JA)和茉莉异亮氨酸(JA-ile)含量在第9天显著降低，而乙烯和赤霉素 (GA1)含量显著升高。进一步的内源激素平衡分析显示，GR24处理第9天后，IAA与细胞分裂素(CTK)的比值显著升高，而IAA与脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、ACC、JA和GA的比值显著降低。此外，通过转录组测序分析发现GH3.1、AUX/IAA、SUAR20、IPT、CKX1、GA2ox1、ACO3、ERF1、PR1、HCT等多个差异表达基因可能在烟草植物激素的生物合成、失活、信号通路以及类黄酮的生物合成中发挥关键作用，共同调控腋芽生长发育及伸长。本工作为独脚金内酯在调控烟草腋芽伸长中的应用奠定了一定的理论基础。
华琦利以“A Constitutively Active Cytokinin Receptor Variant Increases Cambial Activity and Stem Growth in Poplar”通过异位表达具有增强活性的细胞分裂素生物合成ROCK4基因或编码构成活性细胞分裂素受体变异ROCK3基因来对杨树植物形成层活性进行基因工程改造的不同方法。通过启动子IPT3和启动子pHB8分别与ROCK4和ROCK3构建载体，发现pIPT3:ROCK4-和pHB8:ROCK4的植株比野生型植株小;pHB8:ROCK4转基因植株茎粗增加。pAHK3:ROCK3-和pHB8:ROCK3-的植株比野生型植株长得更高ROCK3在次生韧皮部细胞或形成层细胞中表达的有效性与细胞分裂素在组织自主和非自主的双重活性中调节形成层活性一致。
徐骏飞以“Target of rapamycin (TOR) regulates the response to low nitrogen stress via autophagy and hormone pathways in Malus hupehensis”为题，讲述了TOR通过自噬作用和激素途径调控平邑甜茶（苹果属）对低氮胁迫的反应。TOR是真核生物中一个高度保守的蛋白激酶，可以整合多种信号转导、激素合成代谢、营养水平等途径促进细胞增殖和生长。氮可以通过激活TOR来调控茎尖的生长和发育。作者通过低氮胁迫下，在6种不同浓度梯度的TOR抑制剂添加下，植株展现出不同的表型和生理响应。研究认为，在低氮胁迫下，适度抑制TOR活性可以促进根系生长和光合速率，有限缓解低氮对植株的不利影响。此外，适度抑制TOR活性还能显著提高细胞自噬活性，提高氮的再利用效率，还能刺激JA途径，从而使苹果抵御低氮胁迫。而高度抑制TOR则导致SA过积累，导致苹果出现早衰，抗性减弱。
（华琦利 供稿）