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研究发现番茄果实中叶绿素代谢调节基因

2020-05-26 09:10 | 作者: 《植物生理学》 | 标签: 番茄

番茄果实成熟过程中伴随着叶绿素的降解,类胡萝卜素和类黄酮的积累。来自重庆大学的科研团队在研究中发现,SlMYB72基因在调节叶绿素、类胡萝卜素和类黄酮代谢方面具有重要作用,为园艺作物改善果实营养提供了潜在的靶点。相关成果近日发表在《植物生理学》杂志。

番茄基因SlMYB72属于转录因子R2R3-MYB亚家族,位于细胞核内,具有转录激活活性。科研团队发现,SlMYB72基因的下调导致果实颜色不均匀,即在未成熟和成熟的绿色果实上出现深绿色斑点,而在红色果实上出现黄色斑点。

科研团队指出,SlMYB72基因的下调增加了果实中叶绿素的积累、叶绿体的发生发育和光合作用速率。这种下调降低了番茄红素含量,促进了β-胡萝卜素的产生和生色体的发育,增加了果实中类黄酮的积累。

转录组测序技术(RNA-seq)分析显示,SlMYB72基因的下调改变了叶绿素、类胡萝卜素和类黄酮生物合成相关基因的表达水平。SlMYB72基因蛋白与生长素应答因子SlARF4相互作用。SlMYB72基因直接靶向原叶绿体还原酶(POR)、Mg螯合酶、H亚基(CHLH)等,从而调控叶绿素生物合成和叶绿体发育。

SlMYB72基因还直接与植物烯合酶(PSY)、胡萝卜素异构酶(ZISO)和番茄红素β环化酶(LCYB)基因结合,调控类胡萝卜素的生物合成。

此外,SlMYB72基因直接靶向4-香豆酸-CoA连接酶(4CL)和查尔酮合成酶(CHS)基因,调控类黄酮和酚酸的生物合成。

而RNAi-SlMYB72果实颜色表型不均,是由于SlMYB72基因不均和叶绿素、类胡萝卜素和类黄酮生物合成基因表达不均所致。

上述研究发现,揭示了番茄果实中SlMYB72基因的一系列重要调控作用,为园艺作物改善果实营养提供了潜在的靶点。(来源:中国科学报 郑金武)

相关论文信息:DOI: https://doi.org/10.1104/pp.20.00156

来源:《植物生理学》

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