番茄类胡萝卜素调控取得新进展

南湖网讯 （通讯员 熊程）8月13日，我校园艺植物生物学教育部重点实验室叶志彪教授带领的番茄团队在New Phytologist上在线发表了题为“A tomato B-box protein SlBBX20 modulates carotenoid biosynthesis by directly activating Phytoene synthase 1, and is targeted for 26S proteasome-mediated degradation”的研究论文。该研究揭示了番茄BBX转录因子SlBBX20正向调控番茄类胡萝卜素积累的分子机制，为果实营养品质的改良提供了新思路。

类胡萝卜素不仅在植物生长发育过程中起着非常重要的作用，而且，也是番茄果实中的重要营养成分，对人体的身体健康非常重要，对癌症和心血管疾病都有一定疗效。然而，我们对番茄类胡萝卜素生物合成的调控机制了解非常有限。该研究证实了SlBBX20能够促进番茄果实中类胡萝卜素的积累，并且SlBBX20是CUL4-DDB1-DET1 E3连接酶的底物。SlBBX20与SlDET1之间的蛋白互作导致SlBBX20的泛素化和26S蛋白酶体介导的蛋白降解。此外，本研究还发现SlBBX20可以直接结合到番茄类胡萝卜素合成关键基因PSY1的启动上诱导其表达，从而促进类胡萝卜素的合成。该研究鉴定了一个类胡萝卜合成调控的关键因子SlBBX20，并揭示了其分子调控基础，为番茄果实营养品质的遗传改良提供了新的靶标。该研究得到了国家大宗蔬菜技术产业体系（CARS-25-A-02）和国家自然科学基金（31471887，31772313和31471888）的资助。

近年来，叶志彪教授带领的番茄团队在番茄果实营养品质改良领域取得了多项有创新性的研究成果。该团队解析了番茄滞绿基因SlSGR1在类胡萝卜素合成调控的分子机制（New Phytologist, 2013）；鉴定了一个番茄正调控番茄抗坏血酸合成的转录因子SlHZ24（Plant Journal, 2016）；通过GWAS分析揭示了番茄SlALMT9基因启动子中的indel对番茄果实苹果酸的合成具有决定性作用（Plant Cell, 2017）。以上研究为如何改良番茄果实营养品质提供了理论基础。

论文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/nph.15373

审核人 叶志彪 王涛涛