四川大学刘明春课题组发现赤霉素响应基因SlGASA1抑制番茄果实成熟的分子机制

番茄（Solanum lycopersicum）口感酸甜，营养丰富，是全世界范围内重要的经济作物之一。同时，番茄也是研究呼吸跃变型果实发育和成熟的模式植物。由于成熟阶段是果实品质形成和维持的关键时期，因此研究番茄果实成熟的调控机制对于通过生物学手段提升果实品质和延长货架期均具有重要的意义。

近日，Horticulture Research 上线了（Advance Access）四川大学刘明春课题组题为Genome-wide characterization of the tomato GASA family identifies SlGASA1 as a repressor of fruit ripening的研究论文。

通过对番茄GASA家族基因的鉴定，发现在果实成熟过程中低表达的GA响应基因SlGASA1编码了一个果实成熟抑制因子。该抑制因子通过与成熟关键转录因子FUL1互作并抑制FUL1对乙烯合成基因ACS2和ACO1的激活进而抑制果实成熟过程。该发现不仅丰富了呼吸跃变型果实成熟的调控网络，同时也拓展了人们对GASA家族成员功能的认识。

赤霉素（Gibberellins, GA）在植物的不同发育过程中发挥着重要作用，近期有研究发现GA在果实成熟过程发挥抑制作用。但目前对GA响应基因在番茄果实发育中的作用尚不清楚。本研究在番茄中鉴定了17个GASA（Gibberellic Acid-Stimulated Arabidopsis）家族基因。番茄所有GASA家族基因的表达都对外源GA处理有响应，但添加外源乙烯能消除这种响应。表达分析发现SlGASA1在成熟过程中表达量下降，暗示其在果实成熟中发挥负调控作用。在番茄中使用成熟特异性启动子过表达SlGASA1显著延缓了果实成熟时间，而瞬时沉默SlGASA1的表达果实成熟加快。同时，SlGASA1过表达番茄材料中果实的乙烯产量和类胡萝卜素含量显著降低且成熟相关基因的表达下调。进一步通过酵母双杂交、免疫共沉淀、转录激活和DNA pull-down等实验表明，SlGASA1与关键成熟调控因子FUL1相互作用且抑制FUL1对乙烯合成基因ACS2和ACO1的激活从而导致果实成熟受到抑制。

四川大学生命科学学院博士研究生苏丹和岭南师范学院生命科学与技术学院刘锴栋教授为该论文共同第一作者，四川大学生命科学学院刘明春教授和邓恒副研究员为该论文的共同通讯作者。刘明春课题组研究生余卓姝、吴易和已毕业学生李莹、朱云琦、张燿鑫以及四川省农业科学研究院贺红雨、曾晓丹、陈红琳等参与了本课题的研究。该研究得到了国家自然科学基金项目、四川省科技计划项目、重庆市技术创新与应用发展计划等项目的资助。

作者团队介绍：

四川大学刘明春课题组一直从事果实成熟及品质调控机制研究，自2015年课题组成立以来在果实成熟及品质维持研究领域取得一系列研究进展，在Plant Cell、Molecular Plant、New Phytologist、Plant Physiology、Plant Journal、Journal of Experimental Botany、Horticulture Research等国内外重要期刊发表研究论文20余篇。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac222

转自：“园艺研究”微信公众号

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