“順境出產(chǎn)量，逆境促品質(zhì)”，適度鹽堿脅迫會(huì)增加番茄的糖分、有機(jī)酸和風(fēng)味物質(zhì)。雖然鹽堿地區(qū)番茄長勢弱、產(chǎn)量低，但是山東及我國其它鹽堿地區(qū)仍涌現(xiàn)出“堿地柿子”生產(chǎn)熱潮，利用鹽堿土壤生產(chǎn)高品質(zhì)番茄，拉動(dòng)消費(fèi)者追尋兒時(shí)的番茄味兒。但是，由于番茄耐鹽堿基礎(chǔ)研究薄弱，優(yōu)異種質(zhì)和抗性基因利用率低，導(dǎo)致耐鹽堿育種技術(shù)滯后和栽培品種匱乏。
近日，園藝科學(xué)與工程學(xué)院鞏彪教授團(tuán)隊(duì)在《New Phytologist》發(fā)表了題為Redesigning a S-nitrosylated pyruvate-dependent GABA transaminase 1 to generate high-malate and saline–alkali-tolerant tomato的研究論文。揭示了NO作為胞內(nèi)信使，感知并傳遞鹽堿脅迫信號，通過對SlGABA-TP1基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控及SlGABA-TP1蛋白的亞硝基化修飾調(diào)控，差異化控制根系和果實(shí)中的GABA積累水平，GABA通過與根系中的SlALMT14和果實(shí)中的SlALMT9蛋白互作，門控SlALMT14/9的蘋果酸轉(zhuǎn)運(yùn)活性，促進(jìn)根系蘋果酸分泌和果實(shí)蘋果酸積累，實(shí)現(xiàn)番茄鹽堿抗性和果實(shí)品質(zhì)的協(xié)同提升。
本研究在為“逆境促品質(zhì)”提供了科學(xué)依據(jù)的基礎(chǔ)上，還開發(fā)了基于SlGABA-TP1Cys316亞硝基化位點(diǎn)改造的生物育種策略，在不改變胞內(nèi)NO穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)上，針對蘋果酸轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)控進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，為耐鹽堿和高品質(zhì)番茄生物育種開發(fā)了新方案、新靶點(diǎn)和新種質(zhì)。
圖1. 機(jī)理模型
本研究得到了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)科研杰出人才培養(yǎng)計(jì)劃、泰山學(xué)者工程計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、國家鹽堿地綜合利用技術(shù)創(chuàng)新中心揭榜掛帥項(xiàng)目和山東省青創(chuàng)團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃的資助。
論文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19693
編 輯：萬 千
審 核：賈 波
