近日，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園研究員陳江華團隊在New Phytologist期刊上發(fā)表研究論文，闡述了番茄葉片和果實發(fā)育過程中，SlSAP1和SlSAP2調(diào)節(jié)SlKIX8和SlKIX9的穩(wěn)定性，進而冗余地調(diào)控番茄葉片和果實的大小。
番茄（Solanum lycopersicum?L）是茄科茄屬最重要的園藝作物。番茄果實的最終大小是由一個復(fù)雜的發(fā)育過程決定的，其中涉及很多因子的參與。該過程依賴于兩個相互關(guān)聯(lián)細胞生物學(xué)事件的協(xié)同調(diào)控，即細胞分裂和細胞擴張。果實大小是影響作物產(chǎn)量的關(guān)鍵農(nóng)藝性狀，對其調(diào)控機制的深入研究對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。
為闡明調(diào)控番茄果實大小的分子機制，該研究通過全基因組序列分析，在番茄基因組中鑒定出擬南芥SAP的同源基因有兩個拷貝，分別命名為SlSAP1和SlSAP2。遺傳學(xué)分析表明，SlSAP1和SlSAP2通過協(xié)同調(diào)控細胞分裂和細胞伸長過程，以功能冗余的方式共同調(diào)控番茄果實和葉片器官大小。蛋白互作實驗證實，SlSAP1和SlSAP2均能與SlASK1、SlASK2和SlASK3發(fā)生相互作用，表明這兩個蛋白可能通過形成SCF（Skp1-Cullin-F-box）類泛素連接酶復(fù)合體來參與泛素-蛋白酶體途徑。進一步研究發(fā)現(xiàn)，SlSAP1和SlSAP2可與果實大小的負調(diào)控因子SlKIX8和SlKIX9直接互作，并顯著影響這兩個調(diào)控因子的蛋白穩(wěn)定性。
該研究首次揭示了SlSAP-SlKIX分子模塊在番茄果實發(fā)育中的核心調(diào)控作用，不僅證實了SAP家族蛋白在肉質(zhì)果實大小調(diào)控中的功能，更為重要的是闡明了其通過SCF復(fù)合體介導(dǎo)的蛋白泛素化降解途徑調(diào)控果實發(fā)育的分子機制。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項以及云南省興滇英才項目等的支持。
