GLKs转录因子调控番茄果实品质的研究

摘要

以AC番茄及转化GLKs(Golden-Like)转录因子的AC转基因后代(过表达SlGLK2植株,共抑制SlGLK1植株和共抑制SlGLK2植株)为研究材料,通过对各番茄材料的表型观察、未成熟果实外表皮叶绿素的检测和果实叶绿体发育相关基因SlGLK1、SlGLK2、TKN2(Transcription Factor of Knotted Like Gene)、TKN4和APRR2(Arabidopsis Pseudo Response Regulator 2-Like)的表达分析,以及对成熟果实可溶性固形物、总糖含量进行检测,分析GLKs转录因子对番茄果实品质的影响。结果显示:(1)在表型方面,共抑制SlGLK1基因植株的叶片颜色明显变浅,过表达SlGLK2果实的颜色明显变为深绿色,与之相对应,共抑制SlGLK1基因植株果实顶部叶绿素的含量最低,过表达SlGLK2的果实底部叶绿素含量是AC的5～6倍。(2)过表达SlGLK2转录因子的AC后代成熟果实中可溶性固形物的含量提高了0.3%,总糖含量提高了5.34mg/g。(3)叶绿体发育相关基因的荧光定量PCR显示,与AC相比,转基因材料中SlGLK1和SlGLK2基因的表达量显著提高5倍以上。研究推测,TKN2可能位于SlGLK2基因上游,并调控SlGLK2基因果表达。研究表明,SlGLKs转录因子通过调控番茄叶片和果实叶绿素的合成,加深叶片和未成熟果实的绿色,提高果实内可溶性固形物和总糖的含量,对改善番茄果实的表型和营养品质有重要作用。