TIFY结构域蛋白ENS调控细胞周期决定番茄器官大小的分子机理研究

本项目从拟南芥转录因子ENS基因调控细胞周期从而控制番茄器官大小的研究结果入手，通过克隆番茄ENS基因及对其功能的研究，并结合CHIP方法获得与ENS蛋白结合的顺式作用元件，以期通过模式植物拟南芥ENS基因调控器官大小的分子机理，为理解番茄ENS同源基因在番茄器官大小的调控作用起一个指导作用。因此，ENS基因控制番茄器官大小的研究在提高作物产量和质量方面具有极其重要的意义，并且通过解析该基因通过调控细胞周期过程来控制器官大小的分子机制更具有重要的理论价值。

TIFY家族是植物特有的基因家族，这个家族包含ZML，TIFY，PPD和 JASMONTE ZIM-Domain (JAZ)四个亚家族。拟南芥AtPPD2编码一个ZIM结构域，在叶片和果荚发育过程中作为细胞增殖停止的一个负调控子。但是我们在番茄中对这一家族的基因知之甚少。本项目克隆了一个番茄SlTIFY4B基因作为一个番茄生长的负调控基因，通过抑制细胞周期从而抑制番茄生长。SlTIFY4B与AtPPD序列相似性为39%。SlTIFY4B基因在番茄不同组织中表达结果显示该基因主要在顶端分生组织和花芽中表达。组织化学的GUS染色结果及原位杂交结果显示，SlTIFY4B基因在顶端分生组织和花芽中强烈表达。亚细胞定位结果显示SlTIFY4B主要定位在细胞核中。为了研究SlTIFY4B基因的功能，在番茄中用农杆菌转染获得过表达植株，过表达植株的叶片中的叶肉细胞的大小和面积都比对照减少了，说明细胞分裂和细胞核内复制都受到了抑制。过表达的转基因植株生长受到了明显的抑制。并且在细胞核型分析中，4C和8C的细胞比例都减少了，说明G2-M期受到抑制。对细胞周期的标记基因CYCD3;1和CYCB2;1的检测，Real-time实验数据表现为这两个基因在过表达植株的叶片中都被下调了，推测细胞周期G1-S期和G2-M期都可能受到了抑制。以上结果表明，SlTIFY4B基因在转基因番茄中通过抑制细胞周期来调控生长发育。我们结果将对蔬菜作物的生长调控有一定借鉴意义。