内蒙古大学哈达和燕芳课题组在番茄果梗离层区发育调控研究中取得进展

　　番茄（Solanum lycopersicum）因具有基因组小、生长周期短、自花授粉、果实发育特征明显、转化体系成熟等优势，已成为果实类（含水果、蔬菜）研究的重要模式植物；同时番茄也作为水果或蔬菜深受消费者的青睐，具有重要经济价值。然而，番茄的落花落果特性跟产量具有重大相关性，在生产实践中减少落花落果，提高番茄产量具有重要的意义。

 

　　近日，Horticulture Research在线发表了内蒙古大学哈达、燕芳团队和重庆大学李正国团队题为Tomato SlBL4 plays an important role in fruit pedicel organogenesis and abscission的研究论文。

 

　　BELL 亚家族包含一个小的 TALE 同源结构盒，存在于所有的陆生植物中，在植物的生长发育中发挥着重要的角色。本课题前期研究发现下调番茄SlBL4使番茄果实呈微深绿色，叶绿素含量增加，糖类积累增多；进一步通过RNA-seq和ChIP-seq分析发现SlBL4 参与番茄果实成熟过程中叶绿素积累、叶绿体发育、细胞壁代谢和类胡萝卜素积累 （Yan et al. 2020）。

 

　　本研究进一步表明，在番茄中干扰SlBL4基因后，转基因植株果梗离层膨大且果实提前脱落，分析了SlBL4在番茄开花前两天，开花当天和开花后2天的花柄离层区表达模式发现：SlBL4在随着开花天数的增长表达量逐渐升高。推测SlBL4在番茄果柄膨大和果实提前脱落过程发挥着重要作用。

 

　　进一步对SlBL4的功能研究发现，结合石蜡切片，树脂切片和投射电镜等显微技术，SlBL4干扰株系花梗离层区细胞消失，表皮细胞层明显增多且细胞直径增大；该研究还通过RNA-seq分析筛选到与顶端分生组织、生长素运输和信号转导、细胞壁代谢相关的差异表达基因；结合ChIP-seq结果和双荧光素酶实验：表明SlBL4蛋白可以激活转录因子JOINTLESS, OVATE和生长素运输相关基因PIN1和LAX3进而调控番茄离层区的形成和脱落。

 

　　综上，该研究为明确SlBL4在植物中的功能奠定了基础，对果柄发育和脱落的调控机制具有重要参考价值。研究结果可以为深入阐明果柄发育和脱落的复杂调控网络奠定理论基础。

 

　　内蒙古大学燕芳博士为第一作者，哈达教授和李正国教授为通讯作者，邓伟教授、胡国建和张强博士、研究生龚哲浩、马雪松、于若男和白润尧参与部分工作。

 

　　本研究由国家自然科学基金和内蒙古大学高层次人才引进项目资助。

 

　　参考文献：Yan F, Gao Y, Pang X, Xu X, Zhu N, Chan H, Hu G, Wu M, Yuan Y, Li H, Zhong S, Hada W, Deng Wei*, Li ZG* （2020） SlBL4 regulates chlorophyll accumulation, chloroplast development and cell wall metabolism in tomato fruit. Journal of Experimental Botany doi.org/10.1093/jxb/eraa272

 

　　文章链接：https://www.nature.com/articles/s41438-021-00515-0

　　Fig. 4 The fruit-dropping phenotypes of the SlBL4 RNAi plants.