近日，中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所品質(zhì)分子改良課題組克隆了番茄中果實硬度關鍵調(diào)控基因FIS1，并揭示了該基因在番茄果實硬度形成中的功能，解析了赤霉素通路介導的番茄果實硬度的調(diào)控機制，為改良果實硬度提供了新的位點和策略。相關研究成果在線發(fā)表于《自然通訊（Nature Communications）》。
據(jù)崔霞研究員介紹，果實硬度直接影響番茄的耐儲運性和經(jīng)濟價值，是番茄育種中重要的目標性狀之一。但是果實硬度也是受多因素影響的復雜性狀，解析果實硬度的分子調(diào)控機制具有極大的挑戰(zhàn)性。雖然前人已經(jīng)定位一些控制果實硬度的QTL位點，但是尚沒有基因被克隆，對其調(diào)控機制的研究也鮮有報道。
研究者利用番茄的重組自交系群體，通過關聯(lián)分析獲得了一個調(diào)控番茄果實硬度的主效QTL位點qFIS1。圖位克隆發(fā)現(xiàn)該位點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，因此果實硬度增加、貨架期延長。除此之外，F(xiàn)IS1對果實硬度的改變，并不影響果實發(fā)育和風味等重要性狀。對該位點進行基因編輯改良，可以顯著增加番茄果實的硬度。因此該研究不僅首次證明了赤霉素參與調(diào)控番茄果實成熟過程中的果實硬度形成，而且為果實硬度的育種選擇和定向改良提供了理想靶點。
該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金及中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程資助。（通訊員 陳旭）
原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19705-w
