近日，內(nèi)蒙古大學哈達教授、燕芳團隊與重慶大學李正國教授團隊共同在國際期刊《園藝研究》（Horticulture Research）發(fā)表了“ 番茄SlBL4在果梗器官發(fā)生和脫落中起重要作用 ”（Tomato SlBL4 plays an important role in fruit pedicel organogenesis and abscission） 的最新研究成果，該研究發(fā)現(xiàn)沉默SlBL4導致番茄的增大和提前脫落。

 

　　該研究得到國家自然科學基金和內(nèi)蒙古大學高層次人才引進項目的支持。

 

　　番茄（Solanum lycopersicum）因具有基因組小、生長周期短、自花授粉、果實發(fā)育特征明顯、轉(zhuǎn)化體系成熟等優(yōu)勢，已成為果實類（含水果、蔬菜）研究的重要模式植物；同時番茄也作為水果或蔬菜深受消費者的青睞，具有重要經(jīng)濟價值。然而，番茄的落花落果特性跟產(chǎn)量具有重大相關(guān)性，在生產(chǎn)實踐中減少落花落果，提高番茄產(chǎn)量具有重要的意義。

 

　　BELL 亞家族包含一個小的 TALE 同源結(jié)構(gòu)盒，存在于所有的陸生植物中，在植物的生長發(fā)育中發(fā)揮著重要的角色。研究團隊發(fā)現(xiàn)下調(diào)番茄SlBL4使番茄果實呈微深綠色，葉綠素含量增加，糖類積累增多；通過進一步RNA-seq和ChIP-seq分析發(fā)現(xiàn)SlBL4 參與番茄果實成熟過程中葉綠素積累、葉綠體發(fā)育、細胞壁代謝和類胡蘿卜素積累 （Yan et al. 2020）。

 

　　該研究團隊在對番茄中干擾SlBL4基因后，轉(zhuǎn)基因植株果梗離層膨大且果實提前脫落，分析了SlBL4在番茄開花前兩天，開花當天和開花后2天的花柄離層區(qū)表達模式發(fā)現(xiàn)：SlBL4在隨著開花天數(shù)的增長表達量逐漸升高。并推測SlBL4在番茄果柄膨大和果實提前脫落過程發(fā)揮著重要作用。

 

　　研究團隊針對SlBL4的功能研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合石蠟切片，樹脂切片和投射電鏡等顯微技術(shù)，SlBL4干擾株系花梗離層區(qū)細胞消失，表皮細胞層明顯增多且細胞直徑增大；該研究還通過RNA-seq分析篩選到與頂端分生組織、生長素運輸和信號轉(zhuǎn)導、細胞壁代謝相關(guān)的差異表達基因；結(jié)合ChIP-seq結(jié)果和雙熒光素酶實驗：表明SlBL4蛋白可以激活轉(zhuǎn)錄因子JOINTLESS, OVATE和生長素運輸相關(guān)基因PIN1和LAX3進而調(diào)控番茄離層區(qū)的形成和脫落。

 

　　該研究為明確SlBL4在植物中的功能奠定了基礎(chǔ)，對果柄發(fā)育和脫落的調(diào)控機制具有重要參考價值。研究結(jié)果可以為深入闡明果柄發(fā)育和脫落的復雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)奠定理論基礎(chǔ)。

 

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41438-021-00515-0