我校国家自然科学基金《甘露聚糖酶参与番茄果实发育与成熟的分子调控研究》通过验收

由王傲雪教授主持的国家自然科学基金《甘露聚糖酶参与番茄果实发育与成熟的分子调控研究》通过验收。

主要技术内容：番茄甘露聚糖酶是果实发育中的一个细胞壁降解酶，与果实软化有关。该酶在不同品种之间和不同发育时期存在失活与激活现象。在一些品种中，该酶失活主要是由于编码该酶的基因发生两个核苷酸删除突变引起的，而在不同时期该酶失活和激活的原因尚不清楚。课题组通过对不同番茄种质资源进行活性分析，利用天然的具有酶活和没有酶活的品种进行对比，分析酶活与各性状之间的关系。同时，对具有酶活的品种进行基因敲除，以进一步确定该基因对于果实发育与成熟的影响。通过启动子融合GUS基因构建转基因植株，确定该基因的表达模式，并找出果实特异表达顺式作用元件。另外，通过细胞定位以及进行蛋白印迹分析等手段，查找该酶在绿色果实失活的可能原因。本课题望得到可用于果实特异表达基因的启动子，并进一步明确该基因的功能和表达模式，并分析该酶在不同时期失活与激活的原因，以为番茄果实成熟调控奠定理论基础。

番茄甘露聚糖酶是果实发育中的一个细胞壁降解酶，可能与果实软化有关。为了阐明该酶在果实发育中的角色，本研究检测了该酶在不同品种之间和不同发育时期的甘露聚糖酶活性，发现该酶与番茄果实硬度直接相关。同时，本研究分离了该基因的启动子，并通过启动子融合GUS基因构建转基因植株，结合RT-PCR和蛋白印迹结果，确定了该基因的表达模式，并发现该基因启动子中果实特异表达顺式作用元件存在200-300bp之间。另外，本研究还通过亚细胞定位、蛋白组化、原核表达以及绿色果实抑制物质分析等手段，推断该酶在绿色果实失活的原因是由于小分子抑制物质引起的。此外，本研究还对具有酶活的品种通过RNAi和反义RNA两种方法抑制甘露聚糖酶基因的表达，研究证明基因表达抑制效果与基因拷贝数无关，RNAi方法抑制效果要好于反义RNA方法。在被抑制表达的转基因番茄果实中，硬度在转色期得到了提高，但是在红色果实期果实硬度与对照相似，说明该基因在果实软化充当一个角色，但却不足以阻止果实的软化。本研究明确甘露聚糖酶基因在果实中的功能和表达模式，并分析了该酶在绿色果实失活的原因，为番茄果实成熟和软化机制奠定了理论基础。