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华中农业大学在番茄果实颜色研究中取得新进展

时间:2020-10-21 08:07 来源: 作者: 点击:
  华中农业大学园艺植物生物学教育部要点试验室西红柿团队在New Phytologist宣布题为“GREEN STRIPE, encoding methylated TOMATO AGAMOUS‐LIKE 1, regulates chloroplast development and chlorophyll synthesis in fruit”的研讨论文,克隆了西红柿果实色彩GS基因位点,提醒了转录因子TAGL1调控西红柿果实色彩构成的分子机理。
  园艺果实色彩斑斓是因为叶绿素和类胡萝卜素等色素多样性堆集。西红柿果实外表不均匀散布使得西红柿发生亚美在线娱乐条斑表型,在西红柿绿熟阶段,叶绿素在果实外表差异性堆集,从而绿熟期果实外表出现绿条斑和浅绿条斑随机散布;红熟阶段西红柿果实外表条斑发生,是因为果实外表类胡萝卜素不同组分及其含量差异性。色素在园艺植物果实外表差异性散布是一种普遍存在的现象,比方西瓜、梨、桃和苹果。前人经过反向遗传学办法,提醒了苹果表皮上红条斑和黄条斑发生是因为MYB10启动子甲基化差异导致其表达量差异,伴随着花青苷组成相关基因表达量发生变化,终究苹果表皮上花青苷差异性堆集发生红条斑和黄条斑。相同的,前人解析了梨表皮红斑驳和条纹也是因为MYB10启动子甲基化差异,现在这种根据甲基化差异的分子调控机理没有彻底明晰。

  该研讨中,经过对515份西红柿中心种质资源性状查询,其间7份资料果实表现为条斑表型,因此条斑性状归于稀有变异,在现在育种资料中保存下来。研讨团队经过全基因组相关剖析(GWAS)结合连锁集体图位克隆的办法,运用表达剖析和转基因等分子生物学技能,克隆并判定了TAGL1基因调控西红柿条斑的构成。经过GWAS剖析,与条斑表型相关的显著性主效SNP坐落SL2.50ch07_63842838 (P=2.672960472e-256),落在TAGL1的第二内含子中。经过F1表型和F2连锁集体别离比计算,标明西红柿条斑表型为隐性性状,是由单基因操控。使用图位克隆,将方针基因锁定在M63825和M63919两个符号之间,两符号物理间隔大约93-Kb,有11个基因,11个基因表达量测定标明有且只要TAGL1在浅绿条斑中表达量显著性高于绿条斑。在条斑突变体gs中,使用转基因技能取得TAGL1过量转基因系和敲除系的果实都表现为无条斑表型。在绿熟阶段,比较对照gs,过量系果实表皮中叶绿素含量显著性削减,敲除系果实表皮中叶绿素含量显著性添加,这与TAGL1在浅绿条斑和绿条斑中的差异性表达相吻合。经过RNA-Seq、ChIP-Seq和双荧光素酶试验标明,TAGL1影响叶绿素组成及叶绿体发育相关基因的表达。在7份商业西红柿种类及LA3530(AC布景,果实表现为条斑表型)对SNP(SL2.50ch07_63842838)剖析,标明此SNP与条斑性状严密连锁,暗示着甲基化这种表观润饰是由DNA水平上序列差异引起的。在浅绿条斑和绿条斑中进行小RNA的高通量测序,从TAGL1的第二内含子中MITE转录出来的siRNA在绿条斑中表达高于浅绿条斑,此siRNA或许参加影响TAGL1启动子甲基化。
  在条斑西红柿种类中,TAGL1仅在果实表达差异性表达,发生了条斑的表型,丰厚了西红柿果实色彩类型。针对保存的SNP,研讨团队开发了符号,能够用于分子符号辅佐挑选育种。华中农业大学西红柿课题组的博士研讨生刘根忠为本文榜首作者,张余洋教授为通讯作者。 日期:2020-10-14  
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