近日，中國農業科學院蔬菜花卉研究所品質分子改良課題組克隆了番茄中果實硬度關鍵調控基因FIS1，並揭示了該基因在番茄果實硬度形成中的功能，解析了赤黴素通路介導的番茄果實硬度的調控機制，為改良果實硬度提供了新的位點和策略。相關研究成果在線發表於《自然通訊（Nature Communications）》。
據崔霞研究員介紹，果實硬度直接影響番茄的耐儲運性和經濟價值，是番茄育種中重要的目標性狀之一。但是果實硬度也是受多因素影響的複雜性狀，解析果實硬度的分子調控機制具有極大的挑戰性。雖然前人已經定位一些控制果實硬度的QTL位點，但是尚沒有基因被克隆，對其調控機制的研究也鮮有報導。
研究者利用番茄的重組自交系群體，通過關聯分析獲得了一個調控番茄果實硬度的主效QTL位點qFIS1。圖位克隆發現該位點是由於一個編碼赤黴素2-氧化酶的基因FIS1的突變造成的。栽培番茄中FIS1的突變，導致果皮中活性赤黴素含量升高，果皮角質層發生變化，角質和蠟質合成增多，因此果實硬度增加、貨架期延長。除此之外，FIS1對果實硬度的改變，並不影響果實發育和風味等重要性狀。對該位點進行基因編輯改良，可以顯著增加番茄果實的硬度。因此該研究不僅首次證明了赤黴素參與調控番茄果實成熟過程中的果實硬度形成，而且為果實硬度的育種選擇和定向改良提供了理想靶點。
該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金及中國農科院科技創新工程資助。（通訊員 陳旭）
原文連結：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19705-w