近日，西北农林科技大学李超教授研究团队在《The Plant Journal》（中科院一区期刊，IF =7.1）发表了题为“Cytokinin mediates age-dependent drought response by regulating the removal reactive oxygen species in apple”的研究论文。
植物在从幼年到成年的过渡期表现出年龄相关的干旱反应。然而，具体的调控分子机制尚不清楚。在这项研究中，由于根系活力、细胞分裂素（CK）水平和根系氧化还原状态的年龄依赖性变化，幼年苹果植株比成年苹果植株表现出更好的抗旱性。该研究揭示了细胞分裂素氧化酶/脱氢酶5（MdCKX5）是苹果根系耐旱性的负调节因子。MdCKX5的沉默导致CK积累，从而通过提高根系活力和防止活性氧的积累来增强抗旱性。相比之下，MdCKX5的过表达降低了苹果根系的抗旱性。酵母单杂交、双荧光素酶和电泳迁移率变化分析表明，苹果转录因子MdSPL1直接与MdCKX5的启动子结合，从而抑制其表达。苹果根系中MdSPL1的过表达增加了CK含量，从而增强了抗旱性。进一步的分析表明，CK反应阳性基因MdMYB23与MdSPL1相互作用，以减轻MdSPL1对MdCKX5表达的抑制。一般来说，干旱胁迫显著下调MdMYB23，从而通过释放MdSPL1激活MdSPL1介导的对MdCKX5转录的抑制。这一现象通过增加CK水平提高了幼龄苹果根系的抗旱性。然而，成年苹果根失去了激活这种级联反应的能力。这些发现为苹果营养期变化过程中CK介导的年龄依赖性抗旱性的分子机制提供了新的见解。
MdSPL1与MdCKX5启动子相互作用的萤光素酶图像和相对LUC/REN活性
Split-LUC分析表明MdSPL1和MdMYB23相互作用
LUC检测表明，MdMYB23抑制MdSPL1对MdCKX5启动子的抑制。样品1、2、3和4的相对数值分别为0.136、0.130、0.027、0.08
文中涉及植物活体成像的部分：
1. 双荧光素酶实验部分：将MdSPL1和MdMYB23的CDS区克隆到效应子pGreenII62 SK载体中，将MdCKX5的启动子序列克隆到报告子pGreenII 0800-LUC中。将重组质粒转化到根癌农杆菌GV3101中，并以特定组合共表达到烟草叶片中。渗透48–60小时后，作者使用了广州博鹭腾生物科技有限公司PlantView植物活体成像系统观察LUC荧光图像。
2. 分裂荧光素酶互补实验部分：MdSPL1和MdMYB23的CDS区分别插入到pCambia1300 cLUC和pCambia1300nLUC中。将重组质粒转化到根癌农杆菌GV3101中，并瞬时共表达到烟草叶片中。含有空nLUC或cLUC载体的组合用作对照。渗透48–60小时后，作者使用广州博鹭腾生物科技有限公司PlantView植物活体成像系统观察LUC荧光信号。