植物学家找到了加速或延缓番茄成熟的方法

 2021.06.12 , 15:15

牛津大学植物科学系的科学家们发现，通过修改位于被称为质体的亚细胞器中的一种蛋白质的表达，可以改变番茄果实成熟的整体过程(包括颜色变化和软化)，从而加快或减慢番茄的成熟时间。

结果 是植物重要的生理过程，因为它使植物能够繁殖和茁壮成长。植物用来确保其果实成功的一个策略是使其具有多彩的外观，以便吸引动物来传播种子。

具体到番茄，果实的成熟过程涉及果实细胞内被称为质体的微小 "细胞器" 的巨大变化。正是这些质体负责给水果上色。

尽管它们在提供水果颜色方面具有核心重要性，但令人惊讶的是，人们对质体如何参与成熟过程知之甚少。

牛津大学的研究小组现在发现了位于质体中的一种叫做SP1的蛋白质在水果中的功能(这种SP1蛋白质控制着一种叫做CHLORAD的调节途径，同一小组在2019年发现了这种调节途径)。这项新发现揭示了质体在番茄的果实成熟过程中的重要调节或控制作用。

重要的是，今天发表在《自然·植物》上的结果为修改或操纵番茄等肉质水果的成熟提供了理论基础，为作物改良提供了一个新的机会。

通讯作者、牛津大学植物科学系的Paul Jarvis教授说："我们的研究所揭示的SP1的调节特性表明，它作为一种作物改良技术具有真正的潜力。例如，它可以用来开发早熟或晚熟的肉质水果品种，或者通过延迟成熟而不影响成熟水果的质量来改善水果的运输性或货架期。

"令人着迷的是，这些被称为质体的微小亚细胞结构中的单一蛋白质的数量可以对番茄的水果成熟产生如此深远的影响"。

这项工作是基于对转基因番茄植物中番茄SP1基因(以及相关的番茄SPL2基因)的表达的修改。制造降低或提高SP1表达水平的转基因植物，需要应用一系列技术，包括表型、电子显微镜、基因表达分析和代谢组学。