The Plant Journal | 四川大学刘明春课题组在番茄品质和采后抗性调控方面取得进展

6月16日，四川大学生命科学学院刘明春课题组在植物学期刊The Plant Journal上在线发表了题为“The MADS-box gene TAGL1 regulates a ripening-associated SlDQD/SDH2 involved in flavonoid biosynthesis and resistance against Botrytis cinerea in postharvest tomato fruit”的研究论文，揭示了3-脱氢奎宁酸脱水酶/莽草酸脱氢酶SlDQD/SDH2在番茄果实莽草酸和类黄酮合成以及采后抗性方面的重要功能。

=莽草酸途径是连接植物初生代谢和次生代谢的重要桥梁，在调节植物生长发育和防御反应中发挥着重要作用。3-脱氢奎宁酸脱水酶/莽草酸脱氢酶（DQD/SDH）是莽草酸途径中的关键双功能酶，能够参与调节植物中莽草酸或奎宁酸的水平，但番茄DQD/SDH家族不同成员在莽草酸和奎宁酸调控中的功能并不明确。

该研究通过对番茄SlDQD/SDH家族基因进行鉴定，筛选到一个果实成熟特异表达的SlDQD/SDH2基因。番茄中过量表达SlDQD/SDH2导致莽草酸及其下游的类黄酮含量增加，同时显著增强了番茄果实对灰霉病的抗性，但奎宁酸水平显著降低。利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除该基因后，莽草酸和类黄酮的积累减少，同时导致番茄对灰霉病的抗性减弱，而奎宁酸合成量明显增加。通过遗传材料的分析我们明确了SlDQD/SDH2是调控番茄果实莽草酸合成的关键酶编码基因，而非之前通过保守位点预测认为的该基因编码催化奎宁酸合成的奎宁酸脱氢酶。进一步通过转录激活和EMSA等实验表明果实成熟关键转录因子TAGL1作用于SlDQD/SDH2的上游且直接调控其表达；同时，TAGL1过表达材料中类黄酮含量和SlDQD/SDH2的表达水平也增加。总之，本研究不仅丰富了番茄果实营养品质和抗性调控的理论基础，也为培育高品质和高抗性番茄品种提供了重要的基因资源。

SlDQD/SDH2影响果实莽草酸含量（A）； SlDQD/SDH2影响果实灰霉菌抗性（B）；Dual-Luc实验（C）和EMSA实验（D）证明SlTAGL1转录调控SlDQD/SDH2表达。

四川大学生命科学学院刘明春教授为该论文的通讯作者，四川大学博士研究生王若宸为该论文第一作者，课题组邓恒、武孟波、苏丹、何小清、唐贝，岭南师范学院生命科学与技术学院刘锴栋教授，英国诺丁汉大学Don Grierson教授和法国图卢兹大学Mondher Bouzayen教授参与了本研究。该研究得到了国家自然科学基金、四川省科技计划应用基础研究、重庆市技术创新与应用发展计划和中央高校基本科研业务专项等项目经费支撑。

四川大学刘明春教授课题组一直从事果实成熟及品质调控机制研究，近五年来在果实成熟、品质代谢和采后抗病领域取得一系列研究进展，在Plant Cell (2022)、Molecular Plant (2020)、New Phytologist (2018，2020，2022，2023)、Plant Physiology (2023)、Plant Journal (2018，2023)、Horticulture Research (2022) 等国内外主流期刊发表研究论文20余篇。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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