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番茄(Solanumlycopersicum)是我国设施种植面积最大的蔬菜作物。番茄中叶绿素合成与代谢在果实发育和营养物质积累中起着重要的作用。口感型番茄“草莓柿子”由于其绿色果肩富含叶绿素，积累更多的光合产物，因而口感更佳。同时，叶绿体降解并伴随着有色体的形成，为类胡萝卜素合成提供场所。因此，研究叶绿素合成和叶绿体发育对提高果实品质具有重要意义。近日，Horticulture Research在线发表了华中农业大学园艺林学学院番茄团队题为SlRCM1, which encodes tomato Lutescent1, is required for chlorophyll synthesis and chloroplast development in fruits 的研究论文。
本研究通过EMS诱变番茄获得黄果突变体rcm1，呈现出叶绿素减少和果实成熟延迟。通过突变体rcm1与背景材料‘里格尔87-5’杂交，构建F2分离群体，F2性状统计表明控制突变体rcm1表型的基因为隐性单基因。BSA+DNA-Seq联合MutMap方法确定在突变体rcm1中SlRCM1基因的第二外显子中单碱基替换(T→A)，导致SlRCM1蛋白翻译提前终止。CaMV35S和自启动子驱动SlRCM1基因在突变体rcm1中表达，能使突变体rcm1的叶绿体正常发育和叶绿素正常合成，并恢复至野生型里格尔87-5的表型。
前人报道以‘Alisa Craig’为背景的自然突变体l1叶片和果实呈现黄化表型，但l1中突变基因还未克隆。l1呈现与rcm1类似的黄化表型，利用序列比对和功能互补实验表明l1黄化表型是由于SlRCM1第一外显子单碱基缺失引起，导致SlRCM1蛋白在l1中功能缺失，表明突变体l1与突变体rcm1是由同一基因突变导致。
在SlRCM1超量和敲除转基因材料及突变体中，进行透射电镜、叶绿素、类胡萝卜素和可溶性固形物含量测定及果实成熟时期统计，表明SlRCM1基因促进番茄叶绿体发育、类胡萝卜素含量、可溶固形物含量积累和果实成熟。进一步通过SlRCM1基因启动子酵母调库，结合Y1H和双荧光素酶系统验证了转录因子ARF2A调控SlRCM1基因表达。上述研究结果为番茄品质形成机制以及优质育种提供基础。
Fig. 1 Phenotypes of wild-type and rcm1 mutantplants.
Fig. 4 Phenotypes of SlRCM1transgenic lines and wild-type plants.
Fig.5 Lutescent1is theallele of SlRCM1.
来源：植物生物学
原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5NTk2MTcyOA==&mid=2247497835&idx=4&sn=0fa7cab9f72c3d0327a510cd25b888a0
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