PNAS|一個負調控番茄果實大小ENO基因被發現

2020-10-18 PaperRSS

野生型和eno突變型植物的典型果實。

圖片來源: Fernando J. Yuste-Lisbona, Antonia Fernández-Lozano和Rafael Lozano

來自西班牙、德國和法國的一組研究人員發現，基因開關ENO(花器官數量過多)可以調節番茄果實。在發表於《美國國家科學院院刊》 (Proceedings of the National Academy of Sciences)雜誌上的論文中，該研究小組介紹了他們利用基因測序和編輯技術來識別決定果實大小的基因開關。

先前的研究表明，現代家庭種植的番茄的體型比它們的祖先要大得多，大概是它們祖先的100倍。大約一萬年前，番茄首先在南美洲被馴化，現在已經成為世界各地人類飲食中的主要食物。在這項新的研究中，研究人員試圖更多地了解番茄為了能長到如此大的尺寸所經歷的變化。

研究人員首先了解到，番茄的果實大小是由一朵花的心皮數量決定的，心皮的數量決定了種子室的數量，這些種子室最終成為果實的一部分。先前的研究也表明，fasciated和locule number突變可以產生8個以上心室的品種。為了更多地了解導致番茄長得更大的其他遺傳因素，研究人員對番茄的基因組進行了測序，並使用 CRISPR-Cas9編輯技術分離出一種與 ENO 生長有關的蛋白質(一種與特定 DNA 序列結合的轉錄因子)。這使他們能夠看到 ENO 是一種果實調節器，能夠通過調節 WUSCHEL (一種信號通路)基因表達來限制花中幹細胞的產生。 他們還發現，在長期馴化過程中，ENO 啟動子發生了突變，導致果實大小增大。更具體地說，他們發現ENO的突變導致產生了更多的空腔，這種空腔可以容納種子。

研究人員認為，他們發現了一種基因開關，可以調節番茄的果實大小，其突變可能解釋了在馴化過程中番茄的大小是如何變大的。

eno突變植物的代表花。

圖片來源: Fernando J. Yuste-Lisbona, Antonia Fernández-Lozano和Rafael Lozano

番茄的野生祖先(A) ;半馴化的番茄(B) ; 栽培番茄品種(C-F) ; lc突變體(D) ; lc和fas 突變體(E) ; eno突變體(F)。

圖片來源: Fernando j. Yuste-Lisbona，Sandra Bretones，and Rafael Lozano

文獻來源:

Fernando J. Yuste-Lisbona et al. ENO regulates tomato fruit size through the floral meristem development network, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI: 10.1073/pnas.1913688117

https://www.pnas.org/content/early/2020/03/10/1913688117

新聞報導來源：

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