MHOrT | 河南农业大学桃生物学与种质创新团队揭示一条RNA链 如何“左右”桃树树型

https://doi.org/10.1186/s43897-025-00215-6

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桃树树型，不只是“颜值”问题

桃树的分枝数量和角度，直接决定了树冠的大小与形态，进而影响果园管理难度、果实产量与品质。柱型桃是桃资源中的一类特异种质，因其分枝角度小、树冠紧凑，是研究桃树型的理想材料。

lncRNA-miRNA如何影响活性BR含量？

研究团队通过对柱型桃‘照手红’与普通型桃‘大久保’的 miRNA 与 lncRNA、mRNA测序分析，发现了一个关键基因：PpCYP734A14，它参与油菜素内酯（BR）的代谢过程，能将活性BR转化为无活性形式。进一步研究发现：miR395a-3p可直接靶向并降解PpCYP734A14的mRNA，从而提升活性BR含量；而lncRNA7503则像一位“隐形调控者”，通过与pre-miR395a结合并诱导其降解，减少成熟miR395a-3p的数量，间接提升PpCYP734A14的表达，降低活性BR含量（Fig.1）。

Fig.1 LncRNA7503结合并降解miR395a的前体序列进而上调BR代谢基因PpCYP734A14的表达。

提出模型：一个调控桃树树型的“分子开关”

研究最终构建了一个清晰的调控通路：柱型桃中高水平的lncRNA7503使pre-miR395a（miR395a-3p的前体）降解，截断来源。成熟的miR395a-3p数量大幅减少，它无法有效切割其靶基因PpCYP734A14，因此，PpCYP734A14的表达水平持续偏高，PpCYP734A14蛋白是一种BR降解酶，使活性BR被大量“灭活”，最终，桃树体内的活性BR含量降低，低水平的活性BR抑制了腋芽的萌发与生长（分枝数减少），同时也抑制了分枝角度，最终表现为柱型桃的典型特征：分枝少、分枝角度小（Fig.2）。普通型桃中，lncRNA7503表达量低，进而产生大量成熟的miR395a-3p，丰富的miR395a-3p有效地识别并切割PpCYP734A14的mRNA，使其表达水平维持在低位，由于BR降解酶（PpCYP734A14）很少，活性BR得以大量积累。最终，桃树体内的活性BR含量升高，高水平的活性BR促进了腋芽的萌发和枝条的生长（分枝数增多），并促使枝条以更开张的角度生长（分枝角变大），最终表现为普通型桃的典型特征：分枝多、分枝角度大（Fig.2）。

Fig.2 lncRNA7503-miR395a-PpCYP734A14调控桃分枝模式图。

从“读懂树木”到“设计树型”

这项研究成功地描绘了一个完整的“lncRNA → miRNA → 功能基因 → 激素代谢 → 植物表型”的调控轴。LncRNA7503 扮演了“总开关”的角色，通过调控下游的miRNA，精细地调节着油菜素内酯的活性水平，最终决定了桃树的树型。这不仅是一个基础研究的突破，更为我们未来通过基因技术或分子标记辅助育种，定向改良果树树型、实现省力化栽培，提供了清晰的靶点和可行的路径。

河南农业大学副教授王小贝和毕业研究生谢贺芳（现博士就读于西北农林科技大学）为共同第一作者，冯建灿教授和谭彬教授为共同通讯作者。该论文得到国家自然科学基金（32202412）、河南省高等学校重点科研项目（24ZX010）、2024年河南省引智专项项目（GZS2024005）、河南省大宗水果产业技术体系桃育种栽培岗位专家项目（HARS-22-09-G1）的资助。