PbIAA26调控梨成花诱导的分子机制及其在木本植物开花信号通路中的关键作用

本研究针对木本多年生植物梨树成花诱导机制不明的问题，通过转录组分析鉴定出30个AUX/IAA基因家族成员，发现PbIAA26在短枝叶片中特异性高表达。研究人员通过系统发育分析、启动子顺式元件解析和拟南芥过表达实验，首次证实PbIAA26通过降低生长素敏感性促进开花，为木本植物开花调控网络提供了新靶点。该成果发表于《Scientia Horticulturae》，对梨树花期调控和分子育种具有重要指导意义。

　　

开花是高等植物从营养生长转向生殖生长的关键发育转折，对于梨等多年生木本果树而言，成花诱导直接决定果实产量。然而，木本植物的开花调控机制远比一年生模式植物复杂，尤其在激素信号通路方面存在显著知识空白。传统研究多集中于光周期和春化途径，而生长素作为关键植物激素，其早期响应基因AUX/IAA在木本植物开花中的作用尚未阐明。生产实践中发现，梨树短枝叶片数量与顶端花芽形成率呈正相关，但背后的分子信号机制仍是未解之谜。

河北农业大学等机构的研究人员以'新梨7号'为材料，通过叶片数量与成花率的关联分析，首次确立"7片叶是梨短枝成花的临界阈值"这一形态学标记。研究团队采用多组学联用策略，从转录组数据中筛选出差异表达基因PbIAA26（原名gene31333），并系统鉴定了梨基因组中30个AUX/IAA家族成员。通过比较基因组学分析发现，这些基因不均匀分布在10条染色体上，可分为11个进化分支。MEME motif分析揭示了PbIAA蛋白包含典型的Domain I-IV保守结构域，其中Domain II的"GWPPV"基序与生长素响应负调控密切相关。

研究结果显示，在花芽生理分化关键期（盛花后60天），PbIAA26在短枝叶片中的表达量显著高于长枝，这种特异性表达模式在30个家族成员中具有唯一性。启动子分析发现PbIAA26含有光响应、低温响应和分生组织特异性表达等顺式元件。最引人注目的是，在拟南芥中过表达PbIAA26可使开花时间提前8.5天（野生型35.56天 vs 转基因株系27.5天），同时抽薹时的莲座叶数量减少29.3%，直接证实了该基因的促开花功能。

在讨论部分，作者提出创新性假说：PbIAA26可能通过"LxLxLx"结构域与ARF转录因子互作，负调控生长素信号通路，从而解除对开花整合因子（如FT、SOC1）的抑制。这一发现填补了生长素-AUX/IAA模块在木本植物开花调控中的理论空白。研究建立的"叶片数-成花率"预测模型为果园精准管理提供了可视化指标，而PbIAA26的分子标记则为梨树花期改良育种提供了新靶点。

该研究发表于园艺学权威期刊《Scientia Horticulturae》，不仅揭示了AUX/IAA基因在梨树成花诱导中的新功能，更为木本植物开花调控网络增添了生长素信号通路这一重要拼图。未来研究可进一步解析PbIAA26与下游开花整合因子的互作机制，以及其在其他蔷薇科果树中的保守性功能，为果树分子设计育种提供理论支撑。