苹果是世界重要的经济园艺作物之一，干旱胁迫严重限制我国苹果产业优质发展。MicroRNA（miRNA）是一类内源非编码小分子RNA，可通过靶向切割和抑制翻译实现同时调控多个转录因子表达，在调控植株生长发育与逆境响应中具有更强大潜力，而目前苹果抗旱相关miRNA的鉴定和研究仅处于起步阶段。新疆野苹果（Malus sieversii Roem.）作为现代栽培苹果的祖先种，是常用苹果砧木中抗旱性最强的一种，但关于miRNA在其优异抗旱性中发挥功能的机制，目前尚知之甚少。因此，挖掘新疆野苹果中具有重要抗旱功能miRNA并解析其响应调控机制，具有重要的学术价值和应用潜力。

近日，中国农业大学园艺学院李天红教授课题组在Plant Physiology发表了题为“MicroRNA156ab regulates apple plant growth and drought tolerance by targeting transcription factor MsSPL13”的研究论文，揭示了新疆野苹果miR156ab-MsSPL13模块介导苹果发育及干旱胁迫应答的分子机制。

该研究发现，新疆野苹果miR156家族中的miR156ab是响应干旱胁迫变化最显著的成员。为明确msi-miR156ab功能，在苹果及拟南芥中分别进行过表达与异源表达，表型分析发现，转基因植株地上部与根系发育均被显著促进；进一步激素测定分析表明，msi-miR156ab过表达通过提升转基因植株体内生长素水平促进植株发育。miRNA发挥功能依赖靶基因，对msi-miR156ab下游靶基因进行鉴定发现，msi-miR156ab可靶向剪切下游转录因子MsSPL13并抑制其表达。随后，利用拟南芥异源表达MsSPL13验证其功能，发现异源表达MsSPL13会降低转基因拟南芥生长素水平并抑制其发育。进一步研究表明，MsSPL13能够直接结合生长素合成、代谢及转运途径相关基因MsYUCCA5、MsGH3-5和MsPIN7启动子的GTAC元件上激活或抑制它们的表达。此外，胁迫处理试验结果表明，msi-miR156ab可通过维持转基因株系在胁迫下的生长发育正向调控转基因苹果与拟南芥抗逆能力，而靶基因MsSPL13功能则与之相反。

综上所述，新疆野苹果miR156ab-MsSPL13模块可通过提高生长素水平与抗氧化酶活性，促进转基因苹果地上部与根系发育并提高活性氧清除能力，最终增强其在胁迫下的生长势与抗旱性。研究结果进一步丰富了对新疆野苹果高抗旱性分子机制的认知，同时也能够为培育优异抗逆苹果新品种提供基因资源。

图1 新疆野苹果miR156ab-MsSPL13模块介导苹果发育及抗旱性的工作模式图

中国农业大学园艺学院冯琛博士为论文第一作者，中国农业大学园艺学院刘扬教授和李天红教授为论文共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金（Grant No. 32272686）、国家重点研究发展计划（Grant No. 2019YFD1000102-02）、北京市科技创新和服务能力建设（Grant No. CEFF–PXM2019_014207_000032）以及中国农业大学“2115人才培育发展计划”等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad099