暴露了低温和短日照调节番茄花青素积聚的分子机制

近日，在国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广东省科技计划等项目的支持下，中国科学院华南植物园研究员邓书林团队研究揭露了低温和短日照调节番茄花青素积累的分子机制。《植物生理学》发表了相关成果(Plant Physiology)。

植物的生长和发育受到光和温度的精确控制。根据植物开花对日照长度的要求，植物可以分为长日照植物(如拟南芥)、短日照植物(如大米)和日本中性植物(如西红柿)。然而，仍然不清楚光周期和季节变化如何影响日本中性植物的生理反应。

以前的研究发现，CONSTANS(CO)它是调节植物对光周期反应的重要因素，在植物开花调节中起着核心作用。但对光周期不敏感的植物CO及其类似蛋白质COL的分子功能仍缺乏深入研究。

邓书林团队发现，番茄CONSTANS-Like 1(SlCOL1)SlCOL1作为CO的同源基因，不影响番茄在长日照和短日照下的开花时间。通过观察表型，发现西红柿叶片中花青素的积累在短日照下明显诱导，但Slcol1突变叶片中花青素的含量明显低于野生叶片。并且通过Dual-LUC、Y1H、EMSA和ChIP-SlCOL1可直接与调控花青素生物合成MBW复合体中的关键基因Hoffman'结合实验验证。s Anthocyanin 启动子G-box1元件(SlAN1)并激活其表达。

研究表明，SlCOL1可以与SlAN1相互作用，促进花青素在短日照下产生结构基因的表达，进而促进花青素的生物合成。北半球秋季等亚适低温常伴随着短日照环境。SlCOL1表达水平的提高可以诱导SlCOL1在短日照亚适低温(15℃)环境中进一步促进花青素的积累，积累的花青素可以帮助西红柿清除活性氧，从而满足秋季环境。