山东农业大学丁新华团队在番茄多功能性状基因调控取得重要研究进展

果实番茄红素含量、果实形状及对灰霉病的抗性是番茄的重要性状，它们受到多种转录因子的严格调控。番茄内富含的番茄红素人体不能自行合成，只能从外界摄取，对于维持身体健康具有重要作用。在果实成熟过程中和收获后，番茄均面临着各种生物或非生物胁迫，这些胁迫可能会对果实品质造成极大损害。因此，迫切需要挖掘并解析关键的分子开关来同时提高果实品质与对病害的抗性。

2022年12月，Horticulture Research上线了（Advance Access）山东农业大学丁新华教授课题组题为SlMYB1 regulates the accumulation of lycopene, fruit shape, and resistance to Botrytis cinerea in tomato的研究论文，揭示了番茄SlMYB1作为一个多功能转录因子参与不同模块调节，控制番茄果实番茄红素含量、果实形状及对灰霉病抗性的分子机制。

该研究在番茄植株中鉴定到一个MYB转录因子SlMYB1，其主要在果实中表达，且表达量随着成熟度的提升而提高。对SlMYB1果实特异性表达株系进行转录组分析发现，与野生型番茄果实相比，多个次生代谢相关路径及病原菌响应相关路径存在富集。进一步分析表明，SlMYB1一方面可以直接与番茄红素合成相关基因SlLCY1、SlPSY2的启动子结合，参与番茄红素合成调控过程；另一方面可以直接与抗病相关基因SlPR5的启动子结合，参与番茄对灰霉病抗性调控过程。除调控番茄红素的合成外，SlMYB1还参与调控番茄中可溶性糖、可溶性蛋白和类黄酮等代谢物的含量。此外，SlMYB1还可以调节番茄果实的形状，使其顶端更平坦。

图3 SlMYB1调控番茄红素含量的机制

图5 SlMYB1调控番茄果实灰霉病抗性的机制

该研究鉴定了一个重要的多功能转录因子SlMYB1，具有“一因多效”的功能：在提高部分果实品质的同时，也提高了果实对灰霉病的抗性，此外，果实形状的改变有助于减少储存运输过程中造成的损失，为解析番茄品质调控机制，番茄品质育种提供了一定的参考价值。

图7 SlMYB1工作模型

山东农业大学作物生物学国家重点实验室、植物保护学院丁新华教授和李洋副教授为通讯作者，尹梓屹教授、已毕业硕士研究生刘加宗及赵海朋副教授为共同第一作者。此外，赵翔宇教授、博士研究生丁香玉、路冲冲博士后、已毕业硕士研究生柳浩琪、硕士研究生褚晓萌及硕士研究生王欣雨等参与了该项研究。研究工作得到了山东省重大基础研究项目（ZR2022ZD23）和国家自然基金（32072500, 31872925）等项目的资助。

团队介绍

丁新华教授课题组近年来一直致力于微生物与植物互作机制研究，并在植物诱导抗性方面取得了一系列进展，在Nature Genetics、Molecular Plant、Plant Cell、New Phytologist、Journal of Nanobiotechnology、Journal of Advanced Research、Plant Biotechnology Journal、Plant Communications、Plant Journal、Journal of Experimental Botany等植物学和植物病理学主流刊物上发表了相关研究成果。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac282

转自：“园艺研究”微信公众号

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