锌指蛋白编码基因SlZFP2调控番茄果实大小和成熟的机理研究

Tomato is an important vegetatible crop and also serves as as a model plant for fruit development. Phytohormones play pivotal roles in fruit growth and development. ABA has been shown to regulate fruit size and ripening, but the mechanism remains to be delineated. In our previous study, we characterized a transcription factor SlZFP2 and found that it negatively regulates transcription of ABA biosynthetic genes. Functional analysis also revealed that SlZFP2 controls fruit size and ripening in tomato. Starting from the information gained on the functions of the SlZFP2 gene in regulation of fruit size and ripening, we in this proposal plan to dissect the molecular mechanism underlying regulation of fruit size and ripening by SlZFP2. We will apply tools and technology of cell biology, genetics and molecular biology to fulfil the task using ABA deficient mutants, mutants of fruit size and ripening as well as various transgenic lines of SlZFP2 we already obtained. The project should provide promise to genetic improvement on crop yield and quality, and further our understanding on the roles of ABA on fruit size and ripening.

番茄是重要蔬菜作物，也是研究果实发育的模式植物。果实的生长发育受多种植物激素调控，其中脱落酸在果实大小控制和成熟的调控中起重要作用，但其分子机理不是很清楚。项目组前期鉴定到了一个ABA合成酶基因的转录负调控因子SlZFP2，该基因的功能分析表明它也调控番茄果实的大小和成熟。本申请项目拟在已有研究的基础上，利用ABA合成酶基因突变体、果实大小和成熟突变体，以及SlZFP2转基因株系为材料，通过遗传学、细胞学和分子生物学技术手段解析SlZFP2控制番茄果实大小和成熟的分子机制，为阐明ABA在果实生长和成熟过程中的作用机理提供基础，进而为农作物产量和品质性状的遗传改良提供新思路和新方法。

番茄是研究果实发育的模式植物，同时也是重要的果蔬，研究番茄果实发育中的基因功能具有重要的理论意义和应用价值。已有的研究表明番茄的果实发育受到多因子调控，但研究果实生长发育调控的转录因子却非常少。本项目以转录因子SlZFP2位研究对象，利用转基因获得了它的过表达和RNAi株系，通过表型分析，我们观察到SlZFP2影响了番茄植株的侧枝数目、开花时间、果实成熟及种子萌发。进一步的研究表明，SlZFP2通过调控ABA合成基因NOTABILIS, SITIENS, FLACCA 和SlAO1 的表达。影响了ABA的生物合成，通过CNR（COLORLESS NON-RIPENING）途径影响了果实成熟，通过SFT影响了番茄开花。同时，我们利用选择性扩增和结合实验（selected amplification and binding assay，SAAB)以及细菌单杂交筛选（bacterial one-hybrid screen，B1H），筛选到了SlZFP2特异结合的核心序列(A/T)(G/C)TT，并且证明ABA合成基因及SFT的启动子区都含有SlZFP2结合的基序。因此，SlZFP2通过负调控ABA合成基因调控了ABA的生物合成，通过正调控SFT参与了番茄开花时间的调控。