带分枝大苗繁育是世界苹果苗木发展的方向,但幼苗一般难形成一定数量的分枝。苹果腋芽的萌发特性对苗木分枝和株型有重要影响。苹果腋芽具有晚熟性,当年形成的腋芽一般不萌发。腋芽的萌发特性不仅取决于腋生分生组织的建成,同时依赖于其此后的活性和生长。腋芽的萌发是由多基因控制的数量性状,并且易受环境条件的影响,大量研究发现,生长素（auxin）、细胞分裂素（cytokinin,CTK）、独脚金内酯（strigolactone,SL）、赤霉素和蔗糖等途径均能调控植物分枝,但这些调控途径在不同物种上的作用存在差异性,而且分子机理都尚不清楚。本研究主要利用苹果属中一种山定子多分枝突变体（Malus baccata,MB）及其野生型（WT）为材料,嫁接至八楞海棠（Malus robusta）,结合表型、生理生化参数、激素处理和转录组测序分析,鉴定了多分枝表型发生的生理基础和分子机制;利用MAX2基因的表达模式、基因和启动子序列克隆与鉴定、遗传转化拟南芥等研究了苹果MAX2基因调控腋芽萌发的功能,为苹果优质苗木繁育调控技术提供理论基础。取得的主要结果如下:1、系统获得了WT和MB嫁接苗表型差异的生理基础。WT和MB均可正常形成腋芽且无数量差异。萌芽初期表型相似,萌芽后约30天MB分枝数量显著增加可达到WT的3倍,其中包含二级分枝,而WT无二级分枝;MB还表现分枝角度小、节间短、矮化、茎粗、叶形改变等特征,影响了砧木根系的生长和发育。从MB嫁接植株的光合作用效率、营养分配、激素水平和抗氧化能力等方面分析,发现MB的生长活力和抗性均显著弱于WT。综上推测,MB的多分枝来源于腋芽的持续萌发,其变异原因属于腋芽萌发调控的关键途径。2、苹果腋芽的萌发与CTK、糖代谢、auxin极性运输和SL等相关。测定激素含量,发现MB腋芽中CTK成分ZR含量显著高于WT,而生长素含量低于WT,赤霉素(GA₁₊₃和GA₄₊₇)含量无明显差异。MB芽中蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇含量均显著高于WT。外施CTK可促使WT腋芽的萌发,但外施CTK后芽中蔗糖含量显著下降,葡萄糖和果糖含量均明显增加;外源蔗糖处理不能诱导WT和‘长富2号’腋芽萌发,因此认为,在苹果腋芽萌发中蔗糖是作为营养物质而非信号物质起作用。Auxin运输抑制剂NPA处理后WT和MB腋芽均不能萌发,说明苹果腋芽萌发依赖于腋芽的auxin极性运输。外源SL可以直接抑制WT、T337、‘长富2号’、M26等腋芽的萌发,但不能抑制MB腋芽的萌发;而且,MB嫁接在正常砧木上维持多分枝特征,这说明MB的多分枝表型与SL信号途径极为相关。3、构建了WT和MB建成腋芽的RNA-seq文库,差异表达基因分析显示,388个基因上调表达,728个基因下调表达。GO富集分析,发现差异基因显著富集到转录调控、信号转导、蛋白结合、ATP代谢和磷酸化途径。KEGG分析显著富集到RNA代谢和植物激素信号转导,其中与激素信号转导和细胞活力相关的基因约70%出现下调。激素信号转导途径和不同萌发阶段腋芽中相关基因的表达显示,腋芽萌发与auxin极性运输、CTK信号、糖代谢与运输活力等正相关;SL相关基因先上调后下降表达规律,可能与其自身途径存在的反馈调节机制有关。参考模式植物中SL相关的突变体的表型特征,认为MbMAX2基因与MB表型的产生可能密切相关。4、苹果MAX2基因具有介导SL信号抑制分枝的功能。基于转录组和分枝表型分析发现,苹果MAX2（MDP0000305017）和D14（MDP0000529739）的表达水平在腋芽萌发过程显著变化。苹果MAX2和D14基因表达水平无明显组织特异性,且在腋芽萌发过程中MAX2和D14基因的表达水平与腋芽萌发状态无显著的相关性。外源SL（GR24）处理后,MbMAX2和MbD14基因表达会降低;MbMAX2和MbD14启动子活性分析也发现,GR24处理后GUS活性显著降低,说明SL会抑制MbMAX2和MbD14基因的表达。WT中的MbMAX2基因序列可以恢复max2至野生型拟南芥分枝水平,说明Mb MAX2基因与模式植物上的同源基因在调控腋芽萌发的功能上具有保守性。通过基因克隆序列分析发现,MB中MbMAX2^△基因发生非同义碱基变异,导致CHAD domain（信号转导相关）发生位置和大小的改变,该序列转化max2后不能显著改变分枝数量,这暗示着MB的多分枝变异原因有可能是CHAD domain位置和大小的改变。5、酵母双杂交试验发现苹果MAX2与3个同源的D14蛋白可能存在互作。通过酵母双杂交系统筛选与MAX2互作的蛋白,初步获得10个相关泛素化、糖代谢、激素信号转导和发育等候选蛋白,但克隆全长后酵母中验证无互作。综上所述,苹果MAX2基因具有介导SL信号抑制腋芽萌发的功能,但其上下游的调控机制还有待解析。