近日，太阳成集团tyc4633果树生物技术与种质创新团队联合中国农业大学和北京农林科学院生物技术研究所在Plant Biotechnology Journal上发表了题为“Domestication-selected Promoter Insertion in WRKY17 Increases Cadmium Sensitivity in Apple”的研究论文，系统揭示了栽培苹果与野生苹果在镉抗性方面差异的分子机制。该研究指出，转录因子WRKY17启动子区的一个自然变异插入是导致两者抗镉能力差异的关键因素，并深入解析了WRKY17参与镉胁迫应答的新机制。

　　当前，全球农业生态系统正面临严重的土壤镉污染问题，对果树的生长发育、光合作用等多个方面造成不利影响，导致果树产量与品质显著下降。尽管不同果树品种对镉胁迫的耐受性存在明显差异，但其遗传基础与分子机制长期以来尚不明确。

　　研究团队对三个野生苹果（山丁子、新疆野苹果和森林苹果）以及五个栽培苹果（‘嘎啦’、‘富士’、‘寒富’、‘蜜脆’和M9）进行了抗镉能力评估和基因组分析，最终锁定WRKY17基因在镉耐受性中发挥核心作用。

　　WRKY17启动子区3,355 bp的插入序列（P-INS）是导致耐镉性差异的主要遗传基础。在栽培苹果中，P-INS会抑制WRKY17的表达，从而降低耐镉性；而在缺乏该插入的野生苹果中，WRKY17则被激活表达。进一步研究表明，WRKY17通过诱导长链非编码RNA lncRNA400的表达来增强镉耐受性。LncRNA400会形成R-loop结构，招募组蛋白去甲基化酶JMJD5，从而去除植物镉抗性基因PCR2启动子上的H3K27me3标记，激活PCR2的表达。值得注意的是，WRKY17的激活也会加速叶片衰老，这解释了为何在苹果驯化过程中P-INS得以保留——尽管会降低耐镉性，但通过抑制WRKY17可以维持更好的农艺性状。在现代苹果栽培中，通过将栽培品种接穗嫁接于野生砧木，成功地将野生品种的耐镉特性与栽培品种叶片延迟衰老的特性相结合，为苹果产业应对镉污染提供了切实可行的解决方案。

　　论文第一署名单位为太阳成集团tyc4633。王婵玉博士为论文第一作者，郑晓东教授为通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金及山东省“泰山学者”计划等项目的资助。

　　论文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.70376