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苹果矮化密植栽培是世界苹果发展的趋势,实现苹果矮化栽培最主要途径是利用好矮化砧木及短枝型品种。虽然矮化砧木及短枝型品种在生产中普遍应用,但矮化机理,特别是分子机理尚未完全揭示。本文分析了长富2号/M9(矮化砧木)和长富2号/MM106(半乔化砧木)生长素代谢相关基因的表达情况,研究了几个关键基因在致矮中的功能和作用。利用miRNA组测序手段,分析了普通型富士长富2号和短枝芽变烟富6号中枝条发育相关差异miRNA。从生长素和miRNA角度,揭示矮化砧木和短枝型品种的致矮机理,丰富苹果矮化调控理论。取得的主要研究结果如下:1、对长富2号/M9和长富2号/MM106叶片、接穗韧皮部、砧木韧皮部和根系中的生长素含量、生长素合成基因、生长素运输基因和生长素代谢相关基因进行了分析,结果发现,长富2号/M9中生长素的浓度低于长富2号/MM106。长富2号/M9砧木韧皮部的生长素浓度高于其接穗。在长富2号/M9叶片和根系中,生长素合成基因MdYUCCA8和MdYUCCA10a表达显著低于长富2号/MM106。长富2号/M9砧木韧皮部和根系中,生长素运输基因MdPIN1b和Md PIN8a显著低于长富2号/MM106。长富2号/M9中的生长素轭合酶基因MdGH3-5b和MdGH3-9a显著低于长富2号/MM106。然而,长富2号/M9中的生长素水解酶基因MdIAR3c和MdILL6c显著高于长富2号/MM106。2、在M9和MM106中克隆了MdYUCCA8基因,该基因编码1272 bp核苷酸,二者序列相似性99.9%,编码423个氨基酸。克隆了MdYUCCA8编码区上游1600 bp启动子序列,二者相似性为99.6%。MdYUCCA8启动子受到GA、MJ和Br诱导,亚精胺和乙烯利显著抑制了MdYUCCA8启动子活性。高温促进MdYUCCA8的表达,烟草叶片双荧光素酶瞬时表达实验证明MdPIF4a与MdYUCCA8启动子互作。在拟南芥中异位表达MdYUCCA8,促进了拟南芥植株花茎的生长、顶端优势显著增加、侧枝减少、角果畸形、促进了根系的生长,侧根数量和侧根长度显著高于野生型。3、在M9和MM106中克隆了MdYUCCA10a基因,该基因编码1149 bp核苷酸,二者序列相似性99.9%,编码382个氨基酸。克隆了MdYUCCA10a编码区上游1800 bp启动子序列,二者相似性为99.7%。MdYUCCA10a启动子受到ABA、Spe诱导,乙烯利显著抑制MdYUCCA10a启动子活性。在拟南芥中异位表达MdYUCCA10a,促进了拟南芥植株花茎的生长,促进了根系的生长,主根长度、侧根数量和侧根长度显著高于野生型。4、在M9和MM106中克隆了MdABCB19基因,其编码1250个氨基酸,含有两个ABC_membrance结构域,两个ABC_tran结构域。该序列在M9和MM106中存在一个非同义SNP,编码氨基酸由A突变为S,导致M9α螺旋少了一段。MdABCB19在砧木M9和MM106、长富2号/M9和长富2号/MM106均差异表达。启动子序列分析发现M9的MdABCB19启动子在起始密码子上游170 bp处有“CTCTGT”6个碱基缺失,导致M9缺失了一个5’UTR Py-rich stretch motif。MM106 MdABCB19的启动子活性高于M9 MdABCB19,并且MdABCB19启动子受光照调控。MdABCB19启动子活性随着5’UTR Py-rich stretch motif元件数目的增加而增强。5、在长富2号及短枝型芽变烟富6号顶梢中,共发现700个成熟的miRNA,包括202个苹果已知mi RNA和498新miRNA。长富2号和烟富6号中有135个差异表达的miRNA,大多数差异的已知miRNA在烟富6号中下调表达。烟富6号枝条顶梢IAA、GA、ZR和ABA含量都低于长富2号。喷施GA可以促进烟富6号短枝生长,变为长枝。烟富6号顶梢中细胞伸长和细胞分裂相关基因的表达水平都显著低于长富2号。综上所述,生长素在砧木诱导接穗矮化中起着重要作用,长富2号/M9中低表达的生长素合成基因MdYUCCA8和MdYUCCA10a可能导致长富2号/M9中低的生长素含量。M9 MdABCB19启动子5’UTR Py-rich stretch motif缺失,可能造成M9中MdABCB19表达量降低,生长素运输减弱,植株矮小。GA和miRNA在烟富6号短枝发育中起着关键调控作用。