近日，生命科學學院孟慶偉教授團隊在《Plant Physiology》在線發表了題為“ETHYLENE-INSENSITIVE 3-LIKE 2 regulates β-carotene and ascorbic acid accumulation in tomatoes during ripening”的研究論文。陳崇博士、張萌博士、張明岳博士為該論文的第一作者，莊焜揚副教授和呂巍副教授為該論文的通訊作者。

番茄因其風味獨特深受人們喜愛，而β-胡蘿卜素和抗壞血酸（AsA）是番茄果實中兩種重要的代謝物。因此，解析果實成熟中類胡蘿卜素和抗壞血酸（AsA）合成的調控機理對于改善番茄果實品質十分重要。

ETHYLENE-INSENSITIVE 3/ETHYLENE-INSENSITIVE 3-LIKEs (EIN3/EILs)是果實成熟過程中乙烯響應的重要因子。該研究發現EIL2控制番茄(Solanum lycopersicum)的類胡蘿卜素代謝和抗壞血酸(AsA)的生物合成。與野生型(WT)授粉45天后呈現的紅色果實相比，CRISPR/Cas9 eil2突變體和SlEIL2 RNAi系(ERIs)的果實呈現黃色或橙色果實。對ERI和WT成熟果實轉錄組和代謝組數據的相關性分析表明，SlEIL2參與β-胡蘿卜素和AsA的積累。

圖1. EIL2 RNAi株系、突變體及野生型的果實表型及類胡蘿卜素含量分析

乙烯響應因子(ERFs)是乙烯響應途徑中EIN3下游的典型組分。通過對ERF家族成員的全面篩選，我們發現SlEIL2直接參與調控四種SlERFs的表達。其中兩個ERF成員，SlERF.H30和SlERF.G6參與調控編碼番茄紅素-β-環化酶2 的基因SlLCYB2的表達，該酶介導了果實中番茄紅素向β-胡蘿卜素的轉變。此外，抑制SlEIL2 能夠直接促進 SlGPP3和SlMIOX1 基因的表達，通過L-半乳糖途徑和肌醇途徑影響果實中AsA的生物合成。抑制SlEIL2導致AsA增加1.62倍。

該研究解析了番茄果實中AsA和β-胡蘿卜素生物合成途徑的調控機制，對改善番茄的營養價值和貯存性具有重要意義。

圖2. SlEIL2調節β-胡蘿卜素和AsA合成的工作模式圖

該研究得到了國家重點研發計劃、中國博士后基金、國家自然科學基金、山東省自然科學基金的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiad151

編      輯：萬    千 

審      核：賈    波