仁用杏是我国重要的生态经济型干果树种、木本油料树种和蛋白饮料树种，具有很高的经济和生态价值。但仁用杏生产中仍存在产量不稳定的问题，其主要原因是仁用杏春季开花较早，易受晚霜危害，导致花芽、花器官，甚至幼果常遭受冻害，造成产量大幅度降低，甚至绝产。
近日，林木遗传育种国家重点实验室木本油料种质创新研究组在模拟晚霜条件下，对抗冻性差异显著的两个仁用杏品种（‘龙王帽’和‘围选1号’）进行了抗氧化酶活性和激素含量的检测。结果发现抗氧化酶活性在冷冻胁迫下呈现先增加后减少的变化模式，且其活性在抗冻性强的品种中更高；IAA和SA含量在两个品种中发生了不同的变化，尤其是IAA，同时外施IAA抑制剂和SA提高了仁用杏雌蕊的抗冻性。另外通过不同抗冻时期的转录组数据和WGCNA，分别鉴定出了65个和81个关键基因的表达模式与IAA含量或抗氧化物酶活性高度相关，其中包含生长素信号转导中的AUX/IAA和SAUR基因，以及ERF109和JAZ8。研究推测生长素可能是两个品种抗冻性差异的因素之一，Ca2+、激素信号和一些调节因子（如PKs）可能参与仁用杏中生长素和活性氧介导的冷冻响应过程。研究筛选出潜在的关键抗冻基因，并揭示了仁用杏抗冻性潜在调控机制；加深了我们对仁用杏抗冻性复杂调控机制的理解，为培育高抗冻仁用杏进而保障产量提供一定的方向。
相关研究成果近日发表于BMC plant biology和Forests上，刘肖娟助理研究员为第一作者，王利兵研究员为通讯作者，该研究工作得到了中国林业科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务费和国家重点研发子课题资助。
论文链接：https://doi.org/10.1186/s12870-022-03910-4和https://doi.org/10.3390/f13101655
图1 仁用杏雌蕊抗氧化酶活性、激素含量以及抗冻性
图2 与IAA高度相关的枢纽差异表达基因分析