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[中国农业网]重庆大学揭示调控番茄果实花青素形成机制

中国农业网作者 : 中国农业网

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摘要
花青素种在自然界广泛分布、抗氧化能力很强的天然植物色素,研究表明日摄入足量的花青素能够有效降低人体患多种慢性疾病的风险。然而,作为一种世界范围内广泛消费的重要经济作物,番茄果实却几乎不含花青素,因而培育富含花青素的番茄果实成为众多研究者追求的目标。2008年Nature∵Biotechnology杂志报道了同时超量表达两个转录因子Del和Ros1能够获得富含花青素的番茄果实Del Ros1;...

花青素种在自然界广泛分布、抗氧化能力很强的天然植物色素,研究表明日摄入足量的花青素能够有效降低人体患多种慢性疾病的风险。然而,作为一种世界范围内广泛消费的重要经济作物,番茄果实却几乎不含花青素,因而培育富含花青素的番茄果实成为众多研究者追求的目标。2008年Nature Biotechnology杂志报道了同时超量表达两个转录因子Del和Ros1能够获得富含花青素的番茄果实Del/Ros1;2015年发表在Nature Communication杂志的文章表明转录因子AtMYB12能够进一步增加Del/Ros1果实中花青素的含量。然而这些研究中获得的紫色番茄均是通过同时超量表达2个或者3个外源转录因子来实现的,这种多基因策略在一定程度上为传统育种者带来了挑战。

近日,Horticulture Research在线发表了重庆大学生命科学学院李正国教授团队题为“SlMYB75 an MYB-type transcription factor romotes anthocyanin accumulation and enhances volatile aroma production in tomato fruits”的研究论文。该研究综合运用了遗传学、分子生物学和生理生化等技术从分子和代谢层面对SlMYB75的功能进行了系统的分析,明确了超量表达番茄内源单个SlMYB75转录因子就能够大量积累花青素并获得显著紫色的番茄果实,并有效改善果实品质属性。

除了感观上花青素大量积累外,SlMYB75超表达果实成熟过程中的部分品质属性也显著提高,包括黄酮类物质、酚类物质和芳香挥发物,特别是部分萜烯类挥发物(萜烯类挥发物在WT番茄果实中本底含量很低)的含量能够提高10倍以上。与此相对应,转录组分析发现SlMYB75-OE果实中相关的多条代谢途径,如苯丙烷和芳香挥发物等途径均发生了变化。酵母单杂交和双荧光素酶实验表明,SlMYB75转录因子能够与MYBPLANT和MYBPZM元件相互作用,并且可能通过直接靶向调控下游芳香合成基因的表达来促进芳香挥发物的积累。该研究结果为明确SlMYB75在植物中的功能奠定了基础,同时也为今后通过分子标记育种或基因工程技术改良番茄品质提供了参考。该研究得到了国家自然科学基金和科技部十三五重点研发计划项目的支持。

来源:中国农业网

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