蔬菜花卉研究所品质分子改良课题组研究揭示番茄花序热形态建成的新机制

      花序分枝数量决定果实数目和大小，是决定番茄品种优劣的重要指标。高温影响番茄花序形态的建成，但高温是如何传递信号并影响花和花序分枝形成的研究仍然有限。近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所品质分子改良课题组研究鉴定了数量性状基因座qMULTIPLE INFORESSENCE BRANCH 2（qMIB2），它调节番茄（Solanum lycopersicum）的花序分枝以响应高环境温度。相关研究成果发表在《自然通讯（Nature Communications）》上。

      研究者通过图位克隆获得一个调控番茄花序热形态建成基因MIB2。在部分大果番茄品种中选择无功能的mib2等位基因，可以保证在不同温度下花序形态更稳定，以保证果实更大、更均匀。MIB2基因编码了一个拟南芥转录因子SPATULA的同源基因，该基因受高温诱导并在分生组织中表达。染色质免疫共沉淀结合测序技术发现，MIB2通过识别保守的G-box基序，直接与其下游基因CONSTANS-Like1 (SlCOL1)的启动子结合，激活生殖分生组织中SlCOL1的表达。过表达SlCOL1可以挽救mib2突变体中花序分支数量减少的表型。该结果说明MIB2 - SlCOL1模块可以帮助番茄花序适应高温，在番茄花序热形态建成中起到调控作用。本研究为提高作物对高温的适应性和产量提供了新靶点。这是该团队继MIB1（Horticulture Research, 2021, The Plant Cell，2023），TOE1（Plant Physiology，2023）后，在花序形态发育领域取得的又一重要进展。

      中国农业科学院蔬菜花卉研究所副研究员孙帅和博士研究生刘志强为共同第一作者，崔霞研究员为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目(31930099)、国家自然科学基金国合重点项目(32120103010)、国家重点研发计划 (2022YFF1003002)和国家自然科学基金青年基金(32102403)的资助 。

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45722-0