中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬萊花草研究室茄科調(diào)研室西紅柿基因遺傳繁育精英團隊和生物科技調(diào)研室生物特征團隊協(xié)作，取得成功表明了啟動子區(qū)的構(gòu)造基因變異危害花生長發(fā)育實體模型D類遺傳基因AFF的劑量效應(yīng)，造成 西紅柿不產(chǎn)生疑膠狀（jelly-like）的心房機構(gòu)，并確認了西紅柿心房機構(gòu)是由胎座機構(gòu)向外衍化過來的推論。有關(guān)研究結(jié)論于近日線上發(fā)布在國際性著名學(xué)術(shù)刊物Journal of Experimental Botany（IF5-year 7.860）上，題型為“All-Flesh Tomato Regulated by Reduced expression Dosage of AFF Through a Promoter SV Mutation”。

　　心房透明液體（locule gel）的產(chǎn)生是西紅柿等肉質(zhì)地果實的經(jīng)典特點和口味的關(guān)鍵構(gòu)成。心房透明液體是西紅柿果子除外果皮外的第二大豐富多彩機構(gòu)，約占果子生物量的23%, 是西紅柿液汁的關(guān)鍵構(gòu)成部分，含有糖、有機物、維他命及揮發(fā)物口味化學(xué)物質(zhì)。因而，心房透明液體的產(chǎn)生對果子的生長發(fā)育和口味具備關(guān)鍵功效。

　　做為科學(xué)研究果子生長的方式綠色植物，尤其是伴隨著西紅柿基因組測序的進行，西紅柿的演變過程、果重、生產(chǎn)量、口味與新陳代謝的調(diào)節(jié)及果子生長發(fā)育和成熟穩(wěn)重的時光管控等分子結(jié)構(gòu)體制已被揭露，但心房透明液體的產(chǎn)生以及管控體制仍不十分清晰。伴隨著當今日常生活對西紅柿口味愈來愈多的關(guān)心，深層次了解心房透明液體產(chǎn)生和生長的調(diào)節(jié)體制，及確立其對果子口味質(zhì)量的危害更加關(guān)鍵。

　　該科學(xué)研究以在生產(chǎn)加工中看到的全果實西紅柿（all-flesh fruit, AFF）為原材料。全果實西紅柿的心房機構(gòu)在果子生長發(fā)育和完善全過程中一直維持固體構(gòu)造，不產(chǎn)生疑膠狀的心房透明液體，但可以正常的生長和完善，并造成常規(guī)的種籽，是科學(xué)研究心房機構(gòu)分裂和透明液體產(chǎn)生的調(diào)節(jié)體制，及其心房透明液體的產(chǎn)生對果子口味危害的滿意原材料。

　　該科學(xué)研究最先根據(jù)基因遺傳剖析和細致定位克隆了AFF遺傳基因，并且用轉(zhuǎn)基因水稻實驗證明了AFF遺傳基因管控心房透明液體產(chǎn)生的作用。運用搭建的全果實西紅柿近等遺傳基因系（NILs）開展轉(zhuǎn)錄組學(xué)剖析，發(fā)覺管控全果實西紅柿產(chǎn)生的功用是AFF遺傳基因所獨有，不可以被開放閱讀框最大的TAG1、TAGL1和TAGL11遺傳基因填補。進一步的突變剖析發(fā)覺，AFF啟動子區(qū)存有416-bp編碼序列缺少的構(gòu)造基因變異（SV，structural variant）。對茄科農(nóng)作物AFF同源基因及其360份西紅柿種源的人群基因變異數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析發(fā)覺，AFF遺傳基因啟動子區(qū)的416-bp缺少編碼序列具備極度的單純性。qRT-PCR和雙熒光素酶實驗確認該416-bp的缺少可以明顯減少基因表達量，表明AFF遺傳基因啟動子區(qū)的416-bp編碼序列對AFF的基因表達管控和作用有著關(guān)鍵功效。

　　運用全果實西紅柿NILs開展轉(zhuǎn)錄組和代謝組剖析發(fā)覺，因為全果實西紅柿中AFF的表述下降和中下游基因表達基因變異，造成 了全果實西紅柿中的黃酮和酚酸成分明顯減少，進而造成全果實西紅柿在味道和口味等質(zhì)量層面產(chǎn)生變化。除此之外還發(fā)覺全果實西紅柿心房機構(gòu)的代謝組方式處于胎座和一般西紅柿心房機構(gòu)中間，確認了西紅柿心房機構(gòu)是由胎座機構(gòu)向外衍化過來的推論。

　　該科學(xué)研究明確了AFF遺傳基因以及啟動子的構(gòu)造基因變異是管控西紅柿心房透明液體產(chǎn)生的主要因素，為詮釋西紅柿等肉質(zhì)地果實的演變和訓(xùn)化給予了科學(xué)論證，并且為高口味質(zhì)量西紅柿的基因遺傳改進帶來了新技術(shù)支撐點。

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬萊花草研究室劉磊副研究員和張亢助理研究員為該文章的一同第一作者，李君明研究者和程鋒研究者為一同通訊作者?？茖W(xué)研究得到我國要點科研開發(fā)方案新項目“蔬菜水果出色種源精確評定與自主創(chuàng)新運用”、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本上科學(xué)研究業(yè)務(wù)費和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院自主創(chuàng)新工程項目的支助。

　　西班牙都柏林大學(xué)微生物、自然環(huán)境和地球物理學(xué)校Susanne Schilling專家教授為文中編寫了評論性文章《Firming up your tomato: A natural promoter variation in a MADS-box gene is causing all-flesh tomatoes》，對本科學(xué)研究精準定位的MADS-box轉(zhuǎn)錄因子遺傳基因AFF在西紅柿果子心房機構(gòu)汽化中的緩沖作用，其作用標識在全果實番茄品種研制中的使用使用價值，及其順式管控元器件的構(gòu)造基因變異在分子結(jié)構(gòu)繁育和生物科技中的極大發(fā)展?jié)摿Φ冉o與了充分肯定。

　　全文連接：https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erab401/6365738