番茄SlMYB70调控果实成熟衰老的功能解析

The study on regulation mechanism of fruit ripening has great significance on fruit quality and ripening control. In our previous study, a R2R3-MYB family member was shown high expression pattern during tomato fruit ripening process and the fruit of SlMYB70 RNAi plants showed shorter ripening time and faster colour turning compared to WT plants, indicated that SlMYB70 play an important role in fruit ripening. In this project, we prepare to investigate the effect and molecular mechanism of fruit ripening and senescence using SlMYB70 overexpression and RNAi plants. Acquire target genes of SlMYB70 through RNA-Seq and Real time RT-PCR firstly and reverify the regulation through Electrophoretic Mobility Shift Assay(EMSA) and Dual-Luciferase reporter assay system. These results will be helpful to reveal the regulation of SlMYB70 in fruit ripening, and provide novel gene resource for fruit ripening and quality attributes control in tomato.

果实成熟衰老过程的基因调控机制研究对果实品质改良及成熟控制具有重要意义。本项目前期研究中发现一个编码R2R3-MYB家族蛋白的基因SlMYB70在果实成熟期表达量较高，干扰此基因表达后表现出果实成熟提前的表型，而对其调控机制尚不清楚。本项目拟利用SlMYB70超表达和RNAi转基因植株研究此基因对果实发育和成熟的影响，通过RNA-Seq技术和荧光定量RT-PCR技术初筛SlMYB70调控靶基因，然后通过凝胶迁移率试验（EMSA）和双荧光素酶试验验证SlMYB70对靶基因的调控，明确SlMYB70对果实成熟衰老的调控作用，并阐明其分子机制。研究结果将阐明SlMYB70在果实成熟衰老过程的生物学功能和调控的分子机制，为深入阐明番茄果实成熟的调控网络及品质改良提供理论基础。

果实成熟衰老过程的基因调控机制研究对果实品质改良及成熟控制具有重要意义。本项目对番茄成熟期高表达的SlMYB70基因进行系统研究，此基因能够响应乙烯和乙烯抑制剂1-MCP的诱导表达。表型分析和相关生理指标测定，发现SlMYB70-RNAi株系的果实成熟提前，乙烯含量和类胡萝卜素的含量升高；SlMYB70-OE株系的果实成熟缓慢，乙烯和类胡萝卜素含量显著降低。为了探究SlMYB70调控番茄果实成熟的调控机制，我们通过转录组测序分析和定量PCR的方式筛选和鉴定到乙烯合成途径中两个关键的基因SlACS2和SlACO3。SlACS2和SlACO3在SlMYB70-RNAi株系果实中的表达量显著高于野生型果实，而在SlMYB70-OE株系果实的表达量则要显著低于野生型果实。通过转录活性分析我们也验证了SlMYB70基因具有转录抑制活性是由于基因内部EAR基序的存在。我们通过酵母单杂交、EMSA、ChIP-PCR和双荧光素酶报告体系在体外和体内验证SlMYB70可以直接结合SlACS2和SlACO3的启动子并显著抑制它们的表达。综上研究结果表明SlMYB70基因通过参与乙烯介导的成熟调控机制，负调控乙烯合成基因SlACS2和SlACO3的表达。转录因子SlMYB70负调控果实成熟的研究进一步完善和丰富了乙烯介导的果实成熟调控网络，明确了一个果实成熟转录调控的不同类型，同时揭示了MYB转录因子和转录抑制子在果实成熟的重要调控作用。研究结果对深入阐明果实成熟衰老的复杂调控网络奠定理论基础，同时为利用基因工程技术进行果实类作物品质改良提供新的基因资源，因此具有重要意义。