番茄果實顏色條斑形成分子機制獲揭示
返回來稿:中國科學報-紫鑫生物        2020/6/2        浏览次数:605

綠熟期和紅熟期的番茄果實條斑     华中农大供图


條斑番茄果實在不同發育階段的表型。華中農大供圖


5月28日,《新植物學家》在線發表了華中農業大學教授張余洋團隊最新成果。他們成功克隆了番茄果實顏色GS基因位點,揭示了轉錄因子TAGL1調控番茄果實顏色形成的分子機理。

  

園藝果實色彩斑斕是由於葉綠素和類胡蘿蔔素等色素多樣性積累。色素不均勻分布使得番茄果實表面產生條斑表型。例如,在番茄綠熟階段,葉綠素在果實表面差異性積累,呈現綠條斑和淺綠條斑隨機分布;紅熟階段,類胡蘿蔔素不同組分及其含量差異造成番茄表麵條斑產生。

  

該項研究中,通過對515份番茄核心種質資源性狀調查發現,其中7份材料果實表現爲條斑表型。因此條斑性狀屬於稀有變異。

  

研究團隊克隆並鑑定了TAGL1基因調控番茄條斑的形成,並證實番茄條斑表型爲隱性性狀,由單基因控制。

  

在條斑突變體gs中,利用轉基因技術獲得的TAGL1超量轉基因系和敲除系的果實都表現爲無條斑表型。在綠熟階段,相比對照gs,超量系果實表皮中葉綠素含量顯著性減少,敲除系果實表皮中葉綠素含量顯著性增加,這與TAGL1在淺綠條斑和綠條斑中的差異性表達相吻合。

  

在條斑番茄品種中,TAGL1僅在果實中差異性表達,產生了條斑表型,豐富了番茄果實顏色類型。針對保守的SNP,研究團隊開發了分子標記可用於輔助選擇育種。