论文部分内容阅读
Green-ripe (Gr)番茄是一种典型的果实成熟突变体,这种突变源于番茄SIGR基因5’非编码区一段长度为334-bp序列的缺失,导致SIGR基因的异常表达,但SIGR蛋白的编码信息并未发生改变。目前,关于SlGR基因的异常表达导致的番茄果实不成熟的机理及相关生物化学方面的变化仍知之甚少。本研究采用高通量iTRAQ (Isobaric Tag for Relative and Absolute Quantification)蛋白质组学研究方法,辅以VIGS (Virus-induced Gene Silencing)技术以及其他分子生物学和生理研究手段,揭示SIGR影响番茄果实成熟的机制。本研究的主要结论如下：1. SIGR基因的表达模式分析。以野生型AC番茄果实和Gr突变体番茄果实,以及Rin和Nr突变体番茄果实为材料,探索SIGR基因的表达水平。结果显示SIGR基因在Gr番茄突变体果实中的表达水平显著高于野生型AC果实,同时显著高于其在Rin和Nr番茄果实突变体中的表达水平,说明SIGR基因在Gr番茄突变体中的过表达具有一定的特异性。2. SIGR参与番茄果实乙烯信号转导。利用外源乙烯对野生型AC番茄果实进行处理,qRT-PCR检测结果显示SlGR基因的表达受到乙烯的诱导;番茄乙烯生物合成途径的重要酶基因SlACO1和乙烯信号转导组件SlEIL1基因的表达水平受到SlGR基因过表达的抑制；SlCTR1和SlEIN2基因的表达也受到SlGR基因的影响,且与SlGR基因之间存在相互影响,说明SlGR参与果实乙烯信号的转导和反馈。3. SIILRR和SlSTPK蛋白与SlGR蛋白在体外互作。研究以SlGR为钓饵蛋白,对破色期Gr突变体番茄果实酵母cDNA文库进行筛选,共得到70个与SlGR蛋白潜在相互作用的蛋白。根据以往对SlGR功能的分析推测,结合其亚细胞定位信息,从中选取了2个受体类激酶蛋白——SIILRR和SlSTPK,利用酵母双杂交方法对这一潜在的互作关系进行验证。结果显示,SIILRR和SlSTPK蛋白能够分别与SlGR蛋白在体外互作。4. Gr番茄突变体果实蛋白质组学研究。采用iTRAQ技术对破色期Gr突变体果实的蛋白组学表达谱进行研究和分析。将分析结果整合为一个涵盖诸多细胞代谢和调控途径的网络,直观系统的掌握Gr突变体番茄果实的代谢特征。5. SIGR对番茄果实成熟性状的影响。以蛋白质组学分析结果为线索,探索Gr突变体果实成熟相关的代谢特征,检测差异表达蛋白编码基因的转录水平,建立SlGR基因的过表达与Gr突变体果实的代谢特征及不成熟性状之间的联系。同时,利用VIGS技术证实了这些性状确由SlGR基因的异常表达导致。总之,本研究进一步揭示了SlGR影响番茄果实成熟的功能机制,为SlGR参与番茄果实乙烯信号转导途径提供证据,并且进一步证实在番茄果实中极有可能存在一个SlGR介导的独特的乙烯信号转导与调控机制。