目前，花色苷在果實中的分子調(diào)控機理尤其是響應環(huán)境變化的機制并不清晰。在市場中，消費者更傾向于挑選花色苷均勻積累的漂亮果實而放棄著色不均的果實。因此，果實的著色均勻程度對果實的商品價值影響巨大。光是影響果實花色苷合成積累的首要環(huán)境因素。在實際的生產(chǎn)過程中，環(huán)境等因素的變化常常導致大量著色不均勻果實的產(chǎn)生，這對果實商業(yè)價值的實現(xiàn)極為不利。目前，光照調(diào)控果實不均勻著色的代謝與分子機理并不清楚，也少有研究。番茄是世界范圍內(nèi)的重要園藝作物，全球產(chǎn)值長期居于園藝作物之首，是開展果實發(fā)育與成熟機理研究的理想模式生物。以番茄為材料，開展光調(diào)控果實花色苷不均勻積累的代謝與分子機理研究不僅對番茄的育種具有指導價值，還能夠?qū)ζ渌怨麑崬樯唐返慕?jīng)濟作物（如茄子、蘋果、橙子、葡萄、山楂、梨和桃等）的果實著色機理研究和遺傳育種提供理論借鑒。

 

　　近日，HorticultureResearch在線發(fā)表了重慶大學陳國平教授研究組與鄭州大學農(nóng)學院黃進勇教授研究組題的研究論文，揭示了強光調(diào)控番茄果實花色苷不均勻積累的代謝與分子機制。

 

　　色素積累的深度與模式是決定番茄果實營養(yǎng)價值和商品價值的關(guān)鍵因素。目前廣泛栽培的番茄品種生產(chǎn)的果實都不含花色苷，而組成型表達外源基因BrTT8的轉(zhuǎn)基因番茄（Pro35S:BrTT8）則表現(xiàn)出強光誘導果實表皮花色苷不均勻積累的特征。在強光條件下（≥700μmolm-2s-1），花色苷積累深度在Pro35S:BrTT8番茄果實的梗端（stemend）達到.高值，積累深度沿著果實梗端向臍端（stylarend）逐漸降低，而非轉(zhuǎn)基因的對照番茄果實中未發(fā)現(xiàn)花色苷的積累。這些特性表明Pro35S:BrTT8番茄是研究光誘導果實花色苷不均勻積累的理想材料。結(jié)合qPCR、Y2H、FRET、HPLC-ESI-MS/MS、遺傳轉(zhuǎn)化和瞬時表達等分析方法和技術(shù)，證實強光誘導表達的SlAN2與穩(wěn)定表達的BrTT8和SlAN11組成雜合的MBW蛋白復合物，通過激活花色苷結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，進而啟動了以delphinidin-3-O-glucoside-5-O-rutinoside為代表的花色苷類物質(zhì)的合成積累。進一步的研究表明，強光條件下番茄果實花色苷的不均勻積累是由不同組織細胞吸收的自然光能量差異所致，當果皮組織吸收的光能量低于臨界值時，則不能激活SlAN2的轉(zhuǎn)錄表達，即不能組裝足夠量的MBW蛋白調(diào)控復合物。此外，研究證實了轉(zhuǎn)錄因子SlMYBL2通過干擾功能性MBW蛋白復合物的組裝以抑制花色苷的生物合成，進而建立番茄細胞內(nèi)花色苷合成與其它代謝活動的相對平衡。該論文解析了不同基因型番茄在露天的強光條件下果實表皮次級代謝產(chǎn)物合成差異的代謝與分子機理，為著色均勻的高品質(zhì)番茄育種提供了理論指導，也為其他經(jīng)濟作物果實不均勻著色的機理研究提供了良好的借鑒。