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我校在番茄蜡质合成调控机理研究中取得新进展

核心提示: 近日,我校园艺植物生物学教育部重点实验室叶志彪教授领衔的番茄团队在国际刊物Plant Journal在线发表研究论文,该研究重点阐明了番茄茸毛基因Woolly与转录因子SlMYB31协同调控番茄蜡质合成的分子机理,为后续番茄果实品质改良提供了良好的理论基础。

南湖新闻网讯(通讯员 熊程)近日,我校园艺植物生物学教育部重点实验室叶志彪教授领衔的番茄团队在国际刊物Plant Journal在线发表了题为“Woolly, interacting with MYB transcription factor SlMYB31, regulates cuticular wax biosynthesis by modulating SlCER6 expression in tomato”的研究论文,该研究重点阐明了番茄茸毛基因Woolly与转录因子SlMYB31协同调控番茄蜡质合成的分子机理,为后续番茄果实品质改良提供了良好的理论基础。

角质层蜡质在植物抵御生物和非生物胁迫中起着至关重要的作用,同时也参与番茄果实品质形成。虽然蜡质的生物合成途径已被广泛研究,但其在番茄体内的调控机制仍不太清晰。解析番茄中蜡质合成及调控分子机理,对于果实品质改良具有重要的指导意义。

课题组前期克隆了一个番茄表皮毛形成关键调控因子Woolly,该基因的获得性突变致使Woolly突变体(LA3186)植株表面覆盖一层浓密茸毛,相关研究成果发表于PNAS上。本研究通过系统分析突变体LA3186叶片的转录组数据发现,多个蜡质合成相关基因(SlCER6、SlPAS2等)在突变体叶片中上调表达。同时,GC-MS分析结果显示突变体叶片和果实中蜡质含量均明显高于野生型对照。因此,推测Woolly基因可能参与调控番茄蜡质合成。

进一步研究结果表明,Woolly基因能够直接结合到SlCER6启动子中顺式作用元件L1-box来上调其表达,从而促进番茄蜡质的积累。同时,还利用Co-IP等技术鉴定到一个与Woolly基因存在蛋白互作的转录因子SlMYB31,转基因功能验证结果表明SlMYB31也能够正调控番茄蜡质合成。最终,本研究通过采用杂交手段构建了Woolly与SlMYB31基因的双突变株系,证实Woolly与SlMYB31协同调控番茄蜡质的积累。

我校园艺林学学院博士研究生熊程和解庆敏为论文第一作者,杨长宪副教授为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持。

审核人:杨长宪

论文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14733

责任编辑:徐行
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