近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所崔霞課題組克隆了番茄中果實(shí)硬度關(guān)鍵調(diào)控基因FIS1，并揭示了該基因在番茄果實(shí)硬度形成中的功能，解析了赤霉素通路介導(dǎo)的番茄果實(shí)硬度的調(diào)控機(jī)制，為改良果實(shí)硬度提供了新的位點(diǎn)和策略。相關(guān)研究內(nèi)容“FIS1 encodes a GA2- oxidase that regulates fruit firmness in tomato”于11月17號在線發(fā)表于《Nature Communications》上。
果實(shí)硬度直接影響番茄的耐儲運(yùn)性和經(jīng)濟(jì)價值，是番茄育種中重要的目標(biāo)性狀之一。但是果實(shí)硬度也是受多因素影響的復(fù)雜性狀，解析果實(shí)硬度的分子調(diào)控機(jī)制具有極大的挑戰(zhàn)性。雖然前人已經(jīng)定位一些控制果實(shí)硬度的QTL位點(diǎn)，但是尚沒有基因被克隆，對其調(diào)控機(jī)制的研究也鮮有報(bào)道。
研究者利用番茄的重組自交系群體，通過關(guān)聯(lián)分析獲得了一個調(diào)控番茄果實(shí)硬度的主效QTL位點(diǎn)qFIS1。圖位克隆發(fā)現(xiàn)該位點(diǎn)是由于一個編碼赤霉素2-氧化酶的基因FIS1的突變造成的。栽培番茄中FIS1的突變，導(dǎo)致果皮中活性赤霉素含量升高，果皮角質(zhì)層發(fā)生變化，角質(zhì)和蠟質(zhì)合成增多，因此果實(shí)硬度增加、貨架期延長。除此之外， FIS1對果實(shí)硬度的改變，并不影響果實(shí)發(fā)育和風(fēng)味等重要性狀。對該位點(diǎn)進(jìn)行基因編輯改良，可以顯著增加番茄果實(shí)的硬度。因此該研究不僅首次證明了赤霉素參與調(diào)控番茄果實(shí)成熟過程中的果實(shí)硬度形成， 而且為果實(shí)硬度的育種選擇和定向改良提供了理想靶點(diǎn)。
該論文以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為第一完成單位和通訊單位。副研究員李仁和博士研究生孫帥為該論文的第一作者，崔霞研究員為通訊作者。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，國家自然科學(xué)基金及中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程的資助。
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19705-w
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