研究發(fā)現(xiàn)番茄果實中葉綠素代謝調節(jié)基因

番茄果實成熟過程中伴隨著葉綠素的降解及類胡蘿卜素和類黃酮的積累。來自重慶大學的科研團隊在研究中發(fā)現(xiàn)，SlMYB72基因在調節(jié)葉綠素、類胡蘿卜素和類黃酮代謝方面具有重要作用，為園藝作物改善果實營養(yǎng)提供了潛在的靶點。相關成果于2020年5月發(fā)表在《植物生理學》雜志。

番茄基因SlMYB72屬于轉錄因子R2R3-MYB亞家族，位于細胞核內(nèi)，具有轉錄激活活性。科研團隊發(fā)現(xiàn)，SlMYB72基因的下調導致果實顏色不均勻，即在未成熟和成熟的綠色果實上出現(xiàn)深綠色斑點，而在紅色果實上出現(xiàn)黃色斑點。科研團隊指出，SlMYB72基因的下調增加了果實中葉綠素的積累、葉綠體的發(fā)生發(fā)育和光合作用速率。這種下調降低了番茄紅素含量，促進了β-胡蘿卜素的產(chǎn)生和生色體的發(fā)育，增加了果實中類黃酮的積累。

轉錄組測序技術（RNA-seq）分析顯示，SlMYB72基因的下調改變了葉綠素、類胡蘿卜素和類黃酮生物合成相關基因的表達水平。SlMYB72基因蛋白與生長素應答因子SlARF4相互作用。SlMYB72基因直接靶向原葉綠體還原酶（POR）、Mg螯合酶、H亞基（CHLH）等，從而調控葉綠素生物合成和葉綠體發(fā)育。SlMYB72基因還直接與植物烯合酶（PSY）、胡蘿卜素異構酶（ZISO）和番茄紅素β環(huán)化酶（LCYB）基因結合，調控類胡蘿卜素的生物合成。此外，SlMYB72基因直接靶向4-香豆酸-CoA連接酶（4CL）和查爾酮合成酶（CHS）基因，調控類黃酮和酚酸的生物合成。而RNAi-SlMYB72果實顏色表型不均，是由于SlMYB72基因不均和葉綠素、類胡蘿卜素和類黃酮生物合成基因表達不均所致。