2017年12 月，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)開展合作研究，揭示了番茄紫色果實形成的分子遺傳基礎(chǔ)以及果實表皮中花青素生物合成的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為番茄高品質(zhì)分子設(shè)計育種奠定了基礎(chǔ)。

花青素廣泛存在于植物中。普通栽培番茄果實通常不產(chǎn)生花青素，但某些野生種含有Aft、Abg或atv等遺傳位點，其果實與紫色茄子相似，因表皮能產(chǎn)生花青素而呈紫色。國外育種者通過傳統(tǒng)育種手段將上述遺傳位點轉(zhuǎn)育到普通栽培番茄中，已經(jīng)培育出高花青素的紫果番茄品種，然而其具體分子遺傳機制尚不清楚?？蒲袌F隊以從美國引進的高花青素紫果番茄品種Indigo Rose為試驗材料，利用分子遺傳學(xué)研究手段，將atv位點精細(xì)定位到番茄7號染色體上約5.0 kb的區(qū)間內(nèi)。該區(qū)間只有1個基因，編碼R3 MYB轉(zhuǎn)錄抑制因子，故將該基因命名為SlMYBATV。在含有atv位點番茄材料中，SlMYBATV基因編碼區(qū)存在1個4 bp的插入，該插入導(dǎo)致基因移碼突變和蛋白翻譯提前終止。SlMYBATV突變蛋白喪失了對花青素生物合成的抑制作用，導(dǎo)致果皮中花青素大量合成和積累，從而使果實呈紫色。通過番茄全基因組分析，還發(fā)現(xiàn)了一些可能參與阻遏花青素生物合成的MYB抑制因子，包括2個R3 MYB和4個R2R3 MYB抑制因子。基因轉(zhuǎn)錄水平分析表明，在番茄SlMYBATV突變體的果實表皮中，由于SlMYBATV突變蛋白失去了抑制功能，花色素苷生物合成途徑中的大多數(shù)結(jié)構(gòu)基因和部分調(diào)控基因上調(diào)表達(dá)。基于上述結(jié)果，提出了番茄果實表皮中花青素生物合成的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型。