番茄基因组学研究获重大 番茄果实进化和发育的基因组学基
转基因番茄的研究进展
1、抗病转基因番茄
• 烟草花叶病毒(TMV)、黄瓜花叶病毒(CMV)、苜蓿 花叶病毒(AMV)和番茄黄花卷叶病毒(TYLCV)等是引起 番茄病毒病的主要病原。在番茄转基因抗病毒育种中， 主要利用病毒的外壳蛋白(Coat protein,CP)基因、 复制相关蛋白(Replication-associated protein， REP)基因、卫星RNA基因和病毒片段的反义RNA基因等。 外壳蛋白(CP)在转基因植物中的积累可以干扰病毒脱 衣壳，抑制病毒在植物体中的复制、转运和积累从而 使转基因植株获得了病毒抗性。
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2003年陈溪利用转基因番茄作为生物反应器生产人 胰岛素，通过以口服方式摄入胰岛素来研究在抑制自身免 疫攻击以及预防I型糖尿病中所起到的作用，己经取得了 很大的进展。
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2006年, Chen等人将肠道病毒EV71的外壳蛋白VP1基
因导入番茄,外壳蛋白VP1在转基因番茄中获得了表达.用 转基因番茄喂食小白鼠,小白鼠可以抗肿瘤细胞的感染。
2003年王仁厚利用转基因番茄表达人酸性成纤维细胞生长 因子(aFGF)，通过构建的双元表达载体带有一个经过改构的 人酸性成纤维细胞生长因子基因(afgf),载体上的选择标记基 因为manA,它使得转化过程中可以使用PMI这种不含抗生素及 除草剂的选择系统。利用农杆菌介导的转化方法获得了afgf 转基因番茄植物,并且通过PCR-Southern、RT-PCR证明了afgf 在宿主基因组中的整合及表达。
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葡激酶( Staphylokinase，SAK) 是由金黄色葡萄球菌 分泌的一种纤溶酶原激活剂，首次发现于 1948 年，它可以 激活人体中的血纤维蛋白溶酶原形成血纤维蛋白溶酶，从而 溶解血栓。同其他溶栓药物相比，葡激酶具有溶栓效果好， 纤维蛋白选择性强，无显著促凝血作用等优点。 2011杜景川等人利用农杆菌介导的方法，将葡激酶( Staphylokinase，SAK) 基因导入番茄中。经 PCR、 Southern 杂交和 Northern 杂交检测，葡激酶基因已整合 到再生番茄植株基因组中，共获得 8 个转基因株系。经 ELISA 检测，转基因番茄的果实和叶片均能表达 SAK 蛋白， SAK 蛋白在果实和叶片可溶性蛋白中的比例最高分别为 3.42%和2.47%。转基因番茄中的 SAK 蛋白具有一定的溶栓 活性，溶栓比活力为 3 866 AU·mg－1。
科学家破译番茄基因密码
科学家破译番茄基因密码(转自环球科学)番茄，是世界上仅次于土豆的，最具价值的蔬菜作物，目前科学家们已完全破译了番茄的遗传密码。
番茄原产于南美洲，如今已在全世界范围内广泛种植。
从意大利面酱到咖喱饭，番茄已成为人们必不可少的蔬菜之一。
最近，科学家们破译了番茄的基因密码，并将这一研究刊登在《自然》杂志上，番茄由此成为了当前最引人注目的蔬菜作物。
这一突破性进展让我们认识到，基因技术是如何造福人类，使我们能够品尝到喜爱的食物。
全世界的共同努力来自14个国家、超过300位科学家耗费了八年时间，对番茄这个风靡全球的蔬菜进行了基因组测序研究。
拥有番茄的基因图谱，将有益于我们开展培育番茄的工作，以便产出更健壮、更有营养且简单味美的番茄品种。
乔瓦尼·朱利亚诺（Giovanni Giuliano）是意大利国家能源署的研究员，也是番茄基因组协会的成员之一，他还参与了番茄的培育工作。
他说：“我们不仅已经知道番茄有哪些基因，而且清楚了番茄的基因序列，这将有助于番茄的培育。
”朱利亚诺说，被测序的番茄品种名为海因茨1706(Heinz 1706)，虽然这是第一个DNA 序列被破译的番茄品种，但当时科学家对于品种的选择并没有什么特别的考虑。
“只是在载入DNA信息库之初，工作人员手中恰好有海因茨1706（Heinz 1706）的种子。
所以，基因研究也就从这个品种开始了。
事情就是这么简单。
”但培育这个番茄品种可不是这么简单，当然，培育其他新品种也一样。
番茄酱的故事亨氏食品公司（Heinz）是一家知名的美国食品公司，以生产番茄酱而闻名。
在美国对于像热狗和汉堡这样的食品来说，亨氏番茄酱是必不可少的调味品。
但并不是所有的番茄都能做成亨氏番茄酱。
直到20世纪60年代末，亨氏食品公司使用的番茄品种都有一个严重的缺点——还未采摘的番茄在大雨之后极易开裂。
而番茄一旦裂开，就会变质。
因此，“亨氏食品公司就开始尝试培育一个新品种来克服这一缺点” ，里奇·奥兹科夫斯基（Rich Ozminkowski）说，他是亨氏食品公司的研发经理。
病毒诱导的基因沉默在番茄功能基因组学研究中的应用进展_杨同文
http: // www. ahs. ac. cn E-mail: yuanyixuebao@
病毒诱导的基因沉默在番茄功能基因组学研究 中的应用进展
杨同文，武安泉，盛东峰，李成伟*
（河南周口师范学院，植物遗传与分子育种重点实验室，河南周口 466001）
文章编号：0513-353X（2014）03-0564-13
Applications of Virus-induced Gene Silencing in Studies on Tomato Functional Genomics
YANG Tong-wen，WU An-quan，SHENG Dong-feng，and LI Cheng-wei*
2.1 VIGS 在番茄果实成熟调控研究中的应用
利用 VIGS 技术，人们已经系统研究了番茄果实成熟过程中乙烯合成途径中一些关键调控因子 的功能。例如在番茄中沉默 HD-Zip 同源异形盒基因 LeHB-1，显著降低了其下游调控基因 1–氨基 环丙烷–1–羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase gene，ACC）氧化酶基因的表达。番 茄 ACC 氧化酶（LeACO1）是乙烯合成途径中的重要成员，其表达下调阻止了番茄果实的成熟（Lin et al.，2008）。番茄 F-box 基因 SlEBF 是乙烯信号途径中的负调控子，利用 VIGS 在番茄中同时沉默 基因 SlEBF 和 SlEBF2，沉默植株出现败育、生长迟缓、加快衰老和果实早熟等一系列表型（Yang et al.，2010）。番茄 LeEIN2 基因产物控制着果实成熟的过程，因此推测它在乙烯信号途径中起着关键 的作用。Fu 等（2005）用 VIGS 技术证实了该假设，发现 LeEIN2 基因的沉默影响果实的成熟，导 致在沉默番茄中大部分果肉呈现绿色。与对照红色果肉相比，绿色果肉中 LeEIN2 基因转录子显著 降低（Fu et al.，2005）。此前发现乙烯合成关键酶 ACC 合成酶和 ACC 氧化酶基因的表达由一种 MADS-box 转录因子所调控，该转录因子被称作成熟抑制子（Ripening inhibitor，RIN）。最近，通 过 VIGS 技术揭示了番茄果实成熟过程中 LeRIN 的功能，LeRIN 基因的沉默抑制了其下游靶基因 LeACS2、LeACS4 和 LeACO1 的表达，进而阻止了果实的成熟（Li et al.，2011a，2011b）。
番茄SlMYB48_基因生物信息学及表达分析
中国瓜菜2024，37（4）：27-35收稿日期：2023-10-10；修回日期：2023-12-20基金项目：烟台市科技计划项目（2022XCZX091）；国家现代农业产业技术体系专项（CARS-23-G11）；重庆市巫山县科技项目（wskjdx-bxm2023004）；国家自然科学基金面上项目（32372737）；西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室开放课题（SKL-KF202224）作者简介：刘佳凤，女，在读硕士研究生，研究方向为番茄抗逆基因的验证。
E-mail ：*******************通信作者：李涛，男，正高级农艺师，研究方向为蔬菜育种及分子生物学。
E-mail ：****************DOI ：10.16861/ki.zggc.202423.0652番茄SlMYB48基因生物信息学及表达分析刘佳凤1，郭晓青2，王桂强3，王虹云4，朱桐1，曹守军4，姚建刚4，张丽莉4，张瑞清4，赵婧1，李涛1，4（1.烟台大学生命与科学学院山东烟台264000 2.烟台市农业技术推广中心山东烟台2654993.招远市张星镇农业综合服务中心山东招远2654034.山东省烟台市农业科学研究院山东烟台264500）摘要：MYB 转录因子是植物转录因子家族中数量最多、用途最广的成员之一，为挖掘更多番茄（Solanum lycopersi-cum ）MYB 转录因子家族成员信息，初步探究其表达模式及功能，以番茄Ailsa Craig 为试材，采用RT-PCR 的方法克隆SlMYB48基因，并对其进行生物信息学及表达、定位分析。
结果表明，番茄SlMYB48基因的开放阅读框（ORF ）长度为708bp ，编码235个氨基酸，在番茄的根中表达量最高，叶中次之。
SlMYB48蛋白含有保守的MYB 结构域，定位于细胞核中，属于不稳定、亲水性蛋白。
对SlMYB48启动子分析，发现其含有大量的逆境响应元件，qRT-PCR 及RNA-seq 数据库分析结果表明，高盐、生物逆境胁迫条件下，SlMYB48基因表达量均随处理时间延长而升高，干旱胁迫条件下表达量下降，推测其可能参与番茄生物及非生物逆境胁迫反应。
中国科学家揭示番茄进化历史：由小变大从野生驯化而来
院、 北京大学、 清华大学等单位牵头， 联合 了全国 ３ ８家
实验 室、 １ ５ ０名 专 家共 同参与 。
孟 安 明院 士介 绍， 斑 马鱼 的鳍 、 鳞 和部 分 心脏 都 可 以 再生， 对人 类截肢 再 生治 疗意 义重 大。 另外 ，雌 性 斑马 鱼每批 产 卵 ３ ０ ０枚 ， 胚 胎在 ２ ４小 时 内就 可 以发 育 成形 ，
通 过 群体 遗传 学分析 ， 该 研 究揭 示 了番 茄果 实变 大
经历 了从 醋 栗番 茄到 樱桃 番 茄再 到 大 果栽 培 番 茄 的 两
次进化过程 ，在此过程 中分别有 ５个和 ｌ ３个果实重量
基 因受到 了人 类 的定 向选择 。
研 究 团队通过 比较 不 同番 茄群 体 的基 因组 差异 ， 发
据 悉 ，这 项计 划 的所有科 学材料和 数据 都通 过 国 家
挥发 性物 质 的代谢 和积 累的机理 ， 为培 育更加 关味 的番 茄提 供新 的 工具 。 （ 中国科技 网）
斑马鱼资源 中心免 费向国内外学术界公 开。 目前， 全世 界研 究斑马鱼已有 ３ ０多年历史， 迄今 已鉴定有 ８ ０ ０ ０多
的３ ６ ０ 份番茄种质进行重测序分析 ， 构建 了完整的番茄
遗 传 变异组 图谱 ， 揭 示 了番 茄 的进 化 历 史 ， 并 为 番 茄 的
经成为全球生命科 学研 究的新宠。
中国科 学 家在 近 日的 关于斑 马 鱼 １号染 色体全 基 因
敲 除计 划 结题 会 暨 第二 届 全 国斑 马 鱼 Ｐ Ｉ大会 上 宣布 ， 他 们 已在 全球 率先 敲 除斑 马鱼 １号 染 色体 上 的基 因 。 这
示 活性并发 生 突变。 这 些数据 将 为人 类疾病 的研 究提 供
2023北京四中高三10月月考生物(教师版)
2023北京四中高三10月月考生物(试卷满分为 100分，考试时间为 90 分钟)一、单项选择题(本大题共15小题，每小题3分，共45分)1. 下列目的可通过测交实验实现的是A. 判断性状是由细胞质基因控制B. 判断一对相对性状的显隐性C. 显性优良性状品种的纯化过程D. 判断某显性个体是否为纯合子2.若用玉米为实验材料验证孟德尔分离定律，下列因素对得出正确实验结论影响最小的是A. 所选相对性状的显隐性是否易于区分于B. 所选实验材料是否为纯合C. 所选相对性状是否受一对等位基因控制D. 是否严格遵守实验操作流程和统计分析方法3. 下列关于真核细胞中染色体变异的叙述，正确的是A. 染色体组整倍性变化必然导致基因种类的增加B. 染色体结构变异是个別碱基对增添或缺失造成的C. 染色体片段位置颠倒会影响基因在染色体上的排列顺序D. 同源染色体的非姐妹染色单体交叉互换属于染色体结构变异4.控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体。
白眼雌蝇与红眼雄蝇杂交，子代雌蝇为红眼，雄蝇为白眼，但偶尔出现极少数例外子代。
子代性染色体如下：下列判断错误的是A. 果蝇红眼对白眼为显性B. 亲代白眼雌蝇产生2种类型配子C. 具有Y染色体的果蝇不一定发育成雄性D. 例外子代的出现源于母本减数分裂异常5. 某种水绵(n=12)可进行接合生殖：两条水绵相对的两个细胞连通，原生质体融合形成合子，合子的细胞核减数分裂产生４个核，其中３个核退化，仅１个发育，最终形成一条新的水绵。
下列相关叙述正确的是A. 接合生殖属无性生殖，利于保持亲本性状B. 接合生殖过程会产生基因突变和基因重组C. 减数第一次分裂后期合子中染色体为48条D. 合子形成四个核的过程不需进行 DNA 复制6. 下图为某遗传病的家系图，已知致病基因位于X 染色体。
对该家系分析正确的是A. 此病为隐性遗传病B. Ⅲ-1 和Ⅲ-4 可能携带该致病基因C. II-3 再生儿子必为患者D. II-7 不会向后代传递该致病基因7. 正常普通小麦(2n=42)缺失一条染色体形成单体小麦。
影响番茄果实大小相关基因的研究进展
影响番茄果实大小相关基因的研究进展刘洪岩;岳淑婷;张琳;赵文静;包颖【摘要】果实作为被子植物的一种特殊器官,形态变化非常丰富,但其大小变异的分子机制却相对保守.目前,以番茄作为模式体系的研究已经识别出对果实大小具有调控作用的4个基因:fw2.2、fw3.2、FAS 和WUS,这些基因分别隶属CNR、CYP 78A、CLA和WOX 基因家族,并且从细胞分裂次数和子房室数目改变等两个方面来调控果实大小.这些基因及其各自的基因家族在各类植物中广泛存在,起源古老,甚至可以追溯到陆生植物的祖先,并且每个家族成员在功能上均享有高度的特异性,即均可以对植物果实的大小产生影响.%As a special organ,fruit possesses an important function on plant reproduction,plant fruit mor-phology is highly diverse,the molecular mechanism of regulating fruit size is conserved.Currently,in tomato four genes,fw 2.2,fw 3.2,FAS,and WUS that belongs to CNR,CYP P 78A,CLA,and WOX gene family,respec-tively,have been identified and considered to affect fruit size by regulating cell division or changing locule number. The orthologues of the four genes and their gene family members exist pervasively in plants kingdom.These genes have ancient origins that could be traced to the ancestor of land plants and shared highly conserved functional char-acteristics,i.e,they all play essential roles in regulating fruit size.【期刊名称】《曲阜师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(025)002【总页数】5页(P81-85)【关键词】果实大小;基因;细胞分裂;子房室数目【作者】刘洪岩;岳淑婷;张琳;赵文静;包颖【作者单位】曲阜师范大学生命科学学院,273165,山东省曲阜市;曲阜师范大学生命科学学院,273165,山东省曲阜市;曲阜师范大学生命科学学院,273165,山东省曲阜市;曲阜师范大学生命科学学院,273165,山东省曲阜市;曲阜师范大学生命科学学院,273165,山东省曲阜市【正文语种】中文【中图分类】Q941果实作为被子植物的一种特殊器官，不但可以为胚珠和种子提供保护，还可以在繁殖期协助种子的传播，利于物种的繁殖.植物果实大小并不一致，重达数千克，轻至几克的植物果实已经屡见不鲜.如此多样的表型，其背后的遗传机制是否相同？本文基于前人的研究，将聚焦模式植物番茄，对控制果型大小有重要影响的功能基因的研究进展进行总结.1 控制果实大小的重要功能基因以往研究证明，正常条件下，影响果实大小的主要内因在于细胞分裂次数和子房室数目改变等两个方面[1,2].细胞，特别是果皮细胞的分裂次数增多或子房室增加都会产生大果实，反之则会产生小果实.当然，细胞大小和倍性变化也会不同程度上引发果实大小改变[3,4].目前，探究果实大小表型变化背后遗传因素的研究在番茄、甜瓜、南瓜、葡萄[5-9]等众多植物中广泛开展，其中以番茄研究最为深入.基于早期的遗传图谱技术[10-12]以及后来的转录组[7-9,13,14]和基因组等比较[1,15]，目前有4个数量性状位点(Quantitative trait loci,QTLs)被认为和“果实大小”这种表型密切相关，其分别是控制果实重量的fw2.2和fw3.2，以及控制子房数目FAS和WUS，下面就这4个基因的研究情况进行简单汇总.1.1 fw基因——控制果实的重量fw是英文“Fruit Weight”的缩写，以其为前缀的基因包括一系列和果实重量相关的基因位点.最早在番茄的研究中，大约有30个QTLs被认为和果实大小的性状相关[16]，但目前比较公认的主效QTL为fw2.2和fw3.2[2,17].1.1.1 fw2.2fw2.2基因是细胞数目调控子(Cell Number Regulator,CNR)基因家族的一个成员，是由Alpert等人[18]在番茄2号染色体的No.2位置上识别的1个控制果实大小的QTL，也是第一个被识别和克隆的与数量性状相关的基因[19].早期的研究表明，该QTL对于野生和栽培番茄鲜果重量差异贡献率高达30%[16,18,19].为验证其功能,Cong等[20]通过基因表达情况的比较,发现fw2.2在具有小果实的野生番茄中比具有大果实的栽培番茄具有更高和更持久的表达量,因此推测该基因在影响细胞数目变化过程中应该承担负调控子的作用.此后，利用酵母双杂交、体外结合以及基因枪轰击等技术，Cong等再次对fw2.2在果实发育中的作用机制进行了探究，结果发现fw2.2是植物特有的蛋白，它和分布在质体膜上的CKII激酶的β亚基互作，参与控制细胞分裂周期的信号转导途径[21].另外一些学者也研究了该基因在其他植物中的功能，如Guo等在转基因玉米中使该基因异位超表达，结果使玉米整株植物变小，而下调或沉默该基因则使玉米植株和器官均明显增大[22].此外，根据叶表皮细胞的计数比较，Guo等也进一步发现，该基因所引发的植物或器官大小的改变是由于细胞数目的变化而非细胞本身大小的改变.后续的系列研究证明，fw2.2基因的功能在植物中是高度保守的，目前在大豆[23]、酸浆[24]、水稻[25]、鳄梨[26]等多种植物中均发现该基因具有对植物组织或器官尺寸的负调控作用.1.1.2 fw3.2fw3.2基因是番茄中发现的另外一个对大小有重要控制作用的基因[17].这个基因具有和拟南芥的KLUH基因直系的ORF区，因此又被命名为KLUH(SIKLUH)，属于P450 78A(CYP78A)亚基因家族的成员[27].Chakrabarti等[28]的研究证明，fw3.2转录起始点上游512bp处的一个单核苷酸多态(SNP)和果实质量变化密切相关，这个SNP可能造成了一个顺式元件的突变，并进而提升了fw3.2的表达[28].从功能上看，fw3.2在番茄果实增重中的作用主要是促进受精后果实的果皮和隔膜区域的细胞数量增加.同时，该基因的高表达也会使种子膨大和果实成熟期延迟.另外，Chakrabarti等也发现，和fw2.2影响整株植物不同，随着fw3.2基因的表达增强，每株植物的总重量并不会发生改变，但当利用RNA干扰技术抑制fw3.2基因的表达时，植物的侧枝数目和长度却较对照组有增高趋势.为此，Chakrabarti等推测，fw3.2可能通过平衡侧枝和果实重量来控制植物总量不变，因此，fw3.2可能同时对侧枝生长具有多效性.作为调控植物重量的重要基因，fw3.2及其CYP78A基因亚家族的其他成员在植物中均具有高度的功能保守性.目前，研究人员在拟南芥[29]、大豆[30]、小麦和水稻等被子植物[31-33]；甚至葫芦藓[34]等苔藓植物中均发现了它们的踪迹，并且这些直系同源基因在各类植物的生长发育中同样起着重要的调控作用.一些基于全基因组的分析也揭示出此类位点在植物内的保守性，例如Monforte等[1]在甜瓜基因组中识别了6个基因家族的74个与果实表型变异相关的直系同源基因，发现这些基因中凡是与果实重量相关的QTLs无一例外的会和fw2.2以及fw3.2及其基因家族成员在染色体上的定位相互重合.1.2 控制心室数目改变的基因控制心室数目的QTL目前研究较为深入的为FAS和LC，二者均通过调控分生组织的生长、分化并最终在花和果实的发育中扮演重要角色.1.2.1 FAS(FASCIATED)FAS位点最早被认为隶属于YABBY基因家族，该家族基因可以通过影响远轴细胞的分化，以一种极性的形式促进侧生器官发生[4，35].在番茄中，Cong等[4]通过分析11号染色体上的FAS位点的基因分布和结构，推测YABBY基因最可能是引发心室数目发生变化的功能基因，并认为正是该基因在花发育时期的下调表达促进了番茄多心室的发生.通过和野生番茄的比较，Cong等进一步指出，该YABBY基因在栽培番茄中的下调表达可能和其在第一内含子内插入了1个6-8 kb的DNA 片段有关.但是，随后，Huang等对FAS位点基因组结构和所涉及基因进行了更为细致的研究和精细定位，结果发现，除了Cong等提到的片段插入之外，FAS 位点在11号染色体上还包括一个294-kb片段的倒位[36]，该倒位发生在YABBY 基因的第一内含子和SlCLV3基因上游的1-kb区域之间(图1).图1 番茄FAS表型的遗传变异通过比较YABBY基因两侧重组子的频率，Huang等[36]认为FAS表型突变正是这个倒位造成的[36].随后,Xu等[37]证实,造成FAS表型变化的遗传原因并不是YABBY,而是SlCLV3,染色体片段的倒位引起后者启动子上发生了小的调控突变,使得其功能部分丧失,因此对心皮室的数目产生了影响[37].从功能上看,SlCLV3是配体基因CLV家族的重要成员[37],该基因的突变可以使干细胞过度增值,从而引起分生组织增大,导致器官的发育缺陷[36-38].1.2.2 WUS在番茄中，首次被发现可以通过影响子房小室的数目，来改变果实的大小的位点并不是WUS基因本身，而是利用图位克隆技术在番茄中获取的、被称为LC的1个QTL位点[6].研究证明，此位点的突变将会使番茄子房增加2-4个小室，从而使果实变大[39,40].严格的说，最初的LC位点[6]并不是一个功能基因，而是位于2个功能基因间的1个长达1.6kb的非编码序列.对LC两端基因的研究表明，其上游基因WUSCHEL是拟南芥WUS基因的直系同源基因，隶属WOX基因家族，编码一个在植物顶端分生组织中保持干细胞特性的转录因子；而其下游的基因则编码一个具有WD40基序的蛋白，该类蛋白隶属一个大的蛋白家族，其功能包括信号转导和转录调控等[40].但是，二者中仅有WUS基因与花果发育相关.来自拟南芥的实验进一步证实，WUS表达水平与花器官数目增多呈正相关，并且相应的表型变化和LC缺失突变体产生的表型变化吻合[41,42].因此，研究者推测WUS最可能是LC转录因子调控的目标基因.就功能而言，WUS编码一个同源结构域转录因子可以维持部分顶端分生组织和花部干细胞的特性[43].MADS-box转录因子AGAMOUS(AG)和编码C2H2型锌指蛋白的KNUCKLES(KNU)基因均可以抑制WUS的表达.AG既可以直接绑定到WUS上，也可以通过促进KNU的表达，利用KUN来抑制WUS的表达.另外，也有研究证明，WUS基因表达水平的下调是受其下游的2个CArG顺式元件调控的，该元件和AG转录因子结合会导致WUS 的表观沉默[2].Mnous等的研究[43]发现，在具有大小不同果实的番茄间，LC位点存在2个单核苷酸多态(SNP).通过对这段序列的进一步分析，van der Knaap[2]指出，这2个SNP正处于CArG顺式元件所在位置，这种情况暗示着这2个SNP 有可能是引发LC突变的原因，即它们的突变导致CArG元件丧失功能，从而提升WUS的表达水平，并进而在表型上产生更多的子房室.最近,Li等[14]利用RNAi技术,将LC突变体内的WUS基因沉默处理,结果植物产生了较野生型更小的果实.同时,该实验也揭示了当WUS被沉默时,参与调控子房室发育的转录因子TAG 1和SLCLV3的表达也会发生相应改变.这个研究首次从实验的角度证实了WUS是LC 位点调控的目标基因.最近，张等[44]分析了WUS基因在植物中的起源和进化，指出WUS起源古老，在植物中经历两步的功能革新，第一步是从蕨类植物和种子植物的祖先中获取和继承了维持顶端干细胞特性的功能；第二步则在蕨类植物和种子植物分开之后，在种子植物的祖先内产生和延续了能够在细胞间移动的功能，但是无论哪种功能，WUS基因自出现至今，一直处于严格的纯化选择之下，并在各类植物顶端分生组织和花器官发育中扮演重要角色.纵观以上4个基因不难看出，这些基因多为植物特有基因，且起源古老，功能保守，不但它们本身，甚至它们隶属的基因家族的其他成员均和果实大小这一表型相关，深入了解这些基因在不同类群内的序列和表达分化将有助于深入理解植物果实变异的遗传机制.此外，除上述控制果实大小的4个基因外，番茄中还识别出与调控果型相关的重要基因，如SUN和OVATE.这2个基因被认为可以通过调节果实的伸长，使果实形状发生改变[1].其中，SUN编码IQ67结构域家族成员，OVATE2则作为钙调蛋白结合蛋白在植物细胞中发挥着重要作用[45].2 存在的问题及今后研究方向综上所述，在分子水平上对于植物果型变异的分子机制的研究已经取得非常重要的成果，但以往的研究多集中在诸如番茄、拟南芥等模式植物中，对于其他具有多变果型的植物，比如南瓜、葫芦等，却少有涉及.这种现状严重限制了我们对植物果实变异规律的整体把握，也不利于我们对蔬菜品种改良和产量提高的宏观调控.鉴于本综述仅局限在果实大小这一性状，更多的关于果型变化的研究也值得广泛开展. 此外，由于目前所了解的控制果实大小的基因均出自不同的基因家族，每个基因家族的成员之间在果实发育过程中均有可能承担不同的功能，因此非常有必要在扩展研究类群的同时，拓宽研究的内容，将整个基因家族纳入研究体系，全面、深入的了解整个家族成员在不同植物中的进化动态以及功能分工和协作的具体关系，这些工作将有助于我们揭开植物表型变异的神秘面纱，并最终阐明果实大小背后的遗传本质.参考文献：[1] Monforte A J, Diaz A, Cano-Delgado A, et al. 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番茄SlPSY1基因转录调控因子筛选及互
核农学报2023，37（1）：0008~0016Journal of Nuclear Agricultural Sciences 番茄SlPSY1基因转录调控因子筛选及互作验证李松文孟凡亮刘丽红简越李园园汪俏梅*（浙江大学园艺系/农业农村部园艺植物生长发育与品质控制重点开放实验室，浙江杭州310058）摘要：番茄八氢番茄红素合成酶（SlPSY1）作为类胡萝卜素生物合成途径的关键限速酶，直接影响果实中类胡萝卜素的积累。
为探究SlPSY1基因的转录调控机制，通过克隆SlPSY1基因启动子序列，构建pSlPSY1pro-AbAi诱饵载体，并将诱饵载体转化至酵母细胞中获得诱饵酵母菌株。
利用番茄混合组织酵母杂交cDNA文库进行酵母单杂交筛库试验，筛选得到AP2/ERF家族转录因子SlJERF1和10个未知功能蛋白。
后续克隆SlJERF1基因序列，构建pGADT7-SlJERF1重组载体，通过酵母单杂交点对点对SlJERF1进行分子验证，结果显示在金担子素（AbA）浓度为150ng·mL-1的条件下，对照组酵母不能正常生长，而试验组酵母能正常生长，表明SlJERF1与SlPSY1基因启动子存在互作。
这一结果为进一步拓展类胡萝卜素合成调控网络提供了重要的理论依据。
关键词：番茄；类胡萝卜素；酵母单杂交；SlPSY1；SlJERF1DOI：10.11869/j.issn.1000‑8551.2023.01.0008番茄（Solanum lycopersicum）是茄科番茄属一年生草本植物，起源于南美洲，具有悠久的栽培史，是我国乃至世界范围内种植最广泛的蔬菜之一。
番茄果实风味独特，营养丰富，富含多种生物活性物质，深受消费者的青睐［1］。
番茄因具有较小的基因组、较短的生长发育周期、其转基因技术已经成熟等优点，成为分子研究领域的模式植物。
2012年番茄全基因组序列得到解析，在很大程度上推动了以番茄为模式植物的分子生物学研究［1］。
番茄往事——基因组传学
——基因组学
番茄起源于南美安第斯山脉智利、厄瓜多尔和秘鲁一带
的一种红色果肉的醋栗番茄（Solanum pimpinellifolium）， 经历了两次驯化才变成类似我们现在所熟知的样子。
驯化
第一次驯化
自交不亲和性
第一次驯化
意外的SI的丢失 自交与杂交达到同一水平线
第二次驯化
早期的QTL分析将其定位到番茄第二号染色体上的一个具有多效性的 区间，直到2007年在这个基因才被克隆，发表在了Science，命名为 style2.1。现代番茄柱头无法伸出是因为Style2.1 基因的启动子上游的 调控区域发生了450kb的序列的丢失，导致这个基因无法表达，使得 花柱细胞平均长度变短，表现为柱头变短。
从醋栗番茄到樱桃番茄再到现代栽培番茄的两次驯化过程，在此过程 中分别有5 个和13 个影响果实重量的基因受到了人类的定向选择。
LC——多心室 FAS——心室进一步增加，形状变扁平，大小 OVATE——圆形变椭圆形或倒卵形 SUN——果实伸长
展望
番茄基因组测序工作已经完成，以番茄基因组为基础，目前主要应用在 鉴定和筛选与果实发育及成熟过程相关的数据库、候选基因和生物信息学的 研究，并且作为一个参照基因组指导其他茄科植物的研究。 番茄基因组作为近缘茄科植物的一个参照基因组，在番茄和更多其他植 物中推动了基因家族和同源基因、基因组进化、基因图谱的研究。但也应该 看到国内外的差距。国内对番茄基因组的利用还不够充分，如研究方法不够 灵活、在育种中应用欠缺等，应该借鉴国外先进的研究思路与方法，开发更 多实用的功能基因分子标记；开发利用野生资源，建立番茄的野生资源渐渗 系，加强番茄基因组学在分子育种中的研究与应用，扩大基因组学在分子育 种中的应用规模，提升品种培育的技术与方法，培育具有优质、高产、抗逆 和抗病虫害的番茄新品种，从而推动番茄生产，并进一步推动包括马铃薯、 辣椒和茄子等在内的其它茄科植物的功能基因组研究。
2021-2023北京高考真题生物汇编：遗传与进化
2021-2023北京高考真题生物汇编遗传与进化一、单选题1．（2023·北京·统考高考真题）抗虫作物对害虫的生存产生压力，会使害虫种群抗性基因频率迅速提高，导致作物的抗虫效果逐渐减弱。
为使转基因抗虫棉保持抗虫效果，农业生产上会采取一系列措施。
以下措施不能实现上述目标（）A．在转基因抗虫棉种子中混入少量常规种子B．大面积种植转基因抗虫棉，并施用杀虫剂C．转基因抗虫棉与小面积的常规棉间隔种植D．转基因抗虫棉大田周围设置常规棉隔离带2．（2023·北京·统考高考真题）武昌鱼（2n=48）与长江白鱼（2n=48）经人工杂交可得到具有生殖能力的子代。
显微观察子代精巢中的细胞，一般不能观察到的是（）A．含有24条染色体的细胞B．染色体两两配对的细胞C．染色体移到两极的细胞D．含有48个四分体的细胞3．（2023·北京·统考高考真题）纯合亲本白眼长翅和红眼残翅果蝇进行杂交，结果如图。
F2中每种表型都有雌、雄个体。
根据杂交结果，下列推测错误的是（）A．控制两对相对性状的基因都位于X染色体上B．F1雌果蝇只有一种基因型C．F2白眼残翅果蝇间交配，子代表型不变D．上述杂交结果符合自由组合定律4．（2022·北京·统考高考真题）人与黑猩猩是从大约700万年前的共同祖先进化而来，两个物种成体的血红蛋白均由α和β两种肽链组成，但α链的相同位置上有一个氨基酸不同，据此不能得出（）A．这种差异是由基因中碱基替换造成的B．两者共同祖先的血红蛋白也有α链C．两者的血红蛋白都能行使正常的生理功能D．导致差别的变异发生在黑猩猩这一物种形成的过程中5．（2022·北京·统考高考真题）蜜蜂的雌蜂（蜂王和工蜂）为二倍体，由受精卵发育而来；雄蜂是单倍体，由未受精卵发育而来。
由此不能得出（）A．雄蜂体细胞中无同源染色体B．雄蜂精子中染色体数目是其体细胞的一半C．蜂王减数分裂时非同源染色体自由组合D．蜜蜂的性别决定方式与果蝇不同6．（2022·北京·统考高考真题）控制果蝇红眼和白眼的基因位于X染色体。
科研NatureGenetics：高精度渐渗系群体分析揭示番茄果实风味和抗病性的遗传基础
科研NatureGenetics：高精度渐渗系群体分析揭示番茄果实风味和抗病性的遗传基础编译：李飞，编辑：Tracy、江舜尧。
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导读番茄的驯化和育种过程极大地改变了果实成熟及其伴随的无数代谢过程。
导致现代番茄品种丧失了一些重要的果实品质，例如抗旱和抗病能力等。
在这项研究中，作者构建了精细作图群体，进行转录组、代谢组和抗病能力测量，对番茄果实进行整合QTL分析。
所使用的580个渐渗系，在番茄栽培品种M82的背景下，每个品系均携带野生番茄Solanum pennellii的小片段遗传物质，这一群体具有极高的分辨率。
作者对整个种群的果实进行多角度的分析，包括不同发育阶段的RNA测序、基于质谱的代谢组学和病原体敏感性测定，由此产生的海量数据资源被用于多层次的QTL分析中，并确定了番茄果实中基因序列变异、基因表达和代谢产物水平的变化以及最终表型变化的因果关系。
从庞大的数据信息中，作者集中研究了与食用品质相关的代谢物质和对病原体的抗性两个方面，这两个方面是野生和驯化番茄差异最大的地方。
作者鉴定并分析了番茄果实中生物碱α-番茄碱代谢途径的关键酶，这种生物碱赋予番茄果实苦味，妨碍野生番茄被食用，但对于野生番茄抗病能力具有重要影响。
此外，作者鉴定并验证了与抗病能力相关的基因。
这些结果建立了理解番茄果实成熟过程中新陈代谢和病原体抗性的框架，并提供了对番茄果实关键品质性状的理解。
本文研究生成的大量数据为科学界提供了重要的研究资源。
论文ID原名：Analysis of wild tomato introgression lines elucidates the genetic basis of transcriptome and metabolome variationunderlying fruit traits and pathogen response译名：高精度渐渗系群体分析揭示番茄果实风味和抗病性差异的遗传基础期刊：Nature geneticsIF：27.603发表时间：2020.10通讯作者：Asaph Aharoni通讯作者单位：以色列雷霍沃特魏兹曼科学研究所植物与环境科学系实验设计实验结果1.对580个渐渗系的果实进行分析，获得多组学数据资源作者在两个果实发育阶段（破色期，开花后约44 d和红色期，开花后约48 d）对580个自交系的果皮进行分析（图1a）。
番茄PIN基因家族的生物信息学分析及其表达模式
食品科学
族的生物信息学 分析及其表达模式
赵瑞瑞1,2，申
（1.清华大学生命科学学院，北京
琳2，生吉萍3,*
100083； 100872）
100084；2.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京
3.中国人民大学农业与农村发展学院，北京
摘 要：PIN蛋白是生长素输出蛋白，具有多个跨膜结构域，能够介导生长素在整个植物体内的流动。番茄作为一 种具有重要经济价值的果蔬，对其生长发育调控的研究具有重要的意义。研究表明，PIN蛋白对植物果实的生长发 育起着重要的调控作用。本研究通过生物信息学的方法对番茄PIN基因组中10 个SlPINs的核酸和氨基酸序列进行分 析，构建番茄SlPINs的进化树，并分析番茄SlPINs在不同组织和果实生长发育过程中的表达量变化，为进一步研究 SlPINs的生物学功能提供理论依据。 关键词：番茄果实；PIN基因；生物信息学分析；表达模式
收稿日期：2016-04-17 基金项目：国家自然科学基金面上项目（31371847；31272215）；国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2013CB127106） 作者简介：赵瑞瑞（1984—），女，博士，研究方向为植物生理与分子生物学。E-mail：zhaorui1012@ *通信作者：生吉萍（1967—），女，教授，博士，研究方向为食品科学与食品安全管理。E-mail：shengjiping@
结实的果实[3-4]。通过下调生长素反应调节因子如Aux/IAAs [5-7] 或者生长素反应因子ARFs也会产生单性结实 。生长素 的极性运输是调节生长素分布的重要机制，主要由控制生 长素输出和输入的PIN蛋白和AUX/LAX蛋白介导[1]。PIN 蛋白和AUX/LAX蛋白在细胞和组织间的非对称分布产生 了生长素梯度和生长素的定性流动[8-10]。
河北省邯郸市一中2021-2022学年高三1月调研考试生物试卷
河北省邯郸市一中2021-2022学年高三1月调研考试生物试题一、单选题1．MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）是一类“超级病菌”，对青霉素等抗生素有耐药性且繁殖速度快。
MRSA有多种变异种，下列说法正确的是（）A．MRSA蛋白质合成场所为核糖体，一般来说其核糖体的数目与核仁数量成正比B．长期使用抗生素一般不能诱发MRSA菌体产生耐药性变异C．MRSA有许多变种是因为其遗传物质是RNA，单链结构不稳定，易发生变异D．MRSA的分裂方式是无丝分裂，故繁殖速度快且分裂过程中不出现纺锤丝和染色体2．下列各项实验中所用的试剂，作用相同的是（）A．“体验制备细胞膜的方法”和“显微镜观察叶绿体”实验中，蒸馏水的作用B．“观察植物细胞有丝分裂”和“低温诱导植物染色体数目变化”实验中，盐酸的作用C．“绿叶中色素的提取”和“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中，酒精的作用D．“检测生物组织中的还原糖”和“检测生物组织中的蛋白质”实验中，CuSO4的作用3．下列选项能体现人体细胞结构与功能相适应的是（）A．A B．B C．C D．D4．取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干，去除主脉后剪成大小相同的小块，随机分成三等份，之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液（甲、乙、丙）中，一定时间后测得甲的浓度变小，乙的浓度不变，丙的浓度变大。
假设蔗糖分子不进出细胞，则关于这一实验结果，下列说法正确的是（）A．实验前，丙的浓度>乙的浓度>甲的浓度B．乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖溶液浓度与乙的浓度相等C．若叶片放置在某种浓度的硝酸钾溶液中，一定会看到质壁分离后自动复原的现象D．细胞的吸水失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程5．A TP作为细胞中的直接能源物质为细胞生命活动提供能量。
科学家利用提纯的大豆磷脂、某种细菌膜蛋白（Ⅰ）和牛细胞中的A TP合成酶（Ⅰ）构建了A TP体外合成体系，如图所示，下列说法正确的是（）A．物质a水解后的产物可作为合成DNA分子的原料之一B．体系Ⅰ模拟的跨膜运输方式为协助扩散C．体系Ⅰ中H+的跨膜运输释放能量D．由图可知，囊泡内pH值高于囊泡外6．下图为酶促反应曲线，Km表示反应速率为1/2Vmax时的底物浓度。
利用种子红色荧光标记鉴定转基因番茄后代
㊀山东农业科学㊀２０２４ꎬ５６(４):１~８ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ㊀ＤＯＩ:１０.１４０８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－４９４２.２０２４.０４.００１收稿日期:２０２３－０４－２１基金项目:国家重点研发计划项目(２０２２ＹＦＤ１２００５００)ꎻ国家大宗蔬菜产业技术体系项目(ＣＡＲＳ－２３－Ａ０６)ꎻ国家自然科学基金项目(３１８７２９４９)作者简介:章力(１９９５ )ꎬ女ꎬ博士研究生ꎬ研究方向为番茄遗传育种ꎮＥ－ｍａｉｌ:９８７７２５９９９＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:黄泽军(１９７４ )ꎬ男ꎬ湖南郴州人ꎬ研究员ꎬ博士生导师ꎬ研究方向为番茄遗传育种ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｈｕａｎｇｚｅｊｕｎ＠ｃａａｓ.ｃｎ利用种子红色荧光标记鉴定转基因番茄后代章力１ꎬ２ꎬ魏凯１ꎬ２ꎬ李珊珊１ꎬ宁宇１ꎬ路菲菲１ꎬ王孝宣１ꎬ国艳梅１ꎬ刘磊１ꎬ李鑫１ꎬ杜永臣１ꎬ李君明１ꎬ黄泽军１(１.中国农业科学院蔬菜花卉研究所/蔬菜生物育种全国重点实验室ꎬ北京㊀１０００８１ꎻ２.中国农业大学园艺学院ꎬ北京㊀１０００８１)㊀㊀摘要:转基因技术有助于番茄基因功能研究和遗传改良ꎬ其中转基因后代的筛选是一个非常重要但工作量大的环节ꎮ本研究基于番茄油体蛋白基因家族序列分析和番茄基因表达数据库ＳＧＮ－ＴＥＡ搜索结果ꎬ克隆了一个种子特异且高水平表达的油体蛋白基因ＳｌＯＬＥ１(Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０)ꎮ利用无缝克隆的方法将红色荧光蛋白基因ＴａｇＲＦＰ的编码区序列插入到ＳｌＯＬＥ１基因的终止密码子前ꎬ形成一个嵌合基因ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰꎮ将嵌合基因插入到ｐＢＩ１２１双元载体ꎬ构建植物表达载体ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰꎬ利用农杆菌介导法转化番茄品种 ＭｏｎｅｙＭａｋｅｒ ꎬＴ０代植株的自交种子在荧光显微镜下呈现出明亮红色荧光或无荧光ꎮＰＣＲ分子标记进一步验证发现ꎬ红色荧光种子萌发的幼苗均存在ＴａｇＲＦＰ序列ꎬ表明在种子阶段检测红色荧光筛选转基因番茄后代的准确率为１００％ꎮ由此ꎬ本研究建立了一种利用ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ嵌合基因ꎬ可以通过种子红色荧光可视化分析ꎬ简单快速㊁低成本地鉴定转基因番茄后代的方法ꎮ关键词:番茄ꎻ种子ꎻ红色荧光蛋白ꎻ油体蛋白ꎻ转基因鉴定中图分类号:Ｓ６４１.２:Ｑ７８１㊀㊀文献标识号:Ａ㊀㊀文章编号:１００１－４９４２(２０２４)０４－０００１－０８ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｏｍａｔｏＴｒａｎｓｇｅｎｉｃＯｆｆｓｐｒｉｎｇｗｉｔｈＲｅｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＭａｒｋｅｒｏｆＳｅｅｄｓＺｈａｎｇＬｉ１ꎬ２ꎬＷｅｉＫａｉ１ꎬ２ꎬＬｉＳｈａｎｓｈａｎ１ꎬＮｉｎｇＹｕ１ꎬＬｕＦｅｉｆｅｉ１ꎬＷａｎｇＸｉａｏｘｕａｎ１ꎬＧｕｏＹａｎｍｅｉ１ꎬＬｉｕＬｅｉ１ꎬＬｉＸｉｎ１ꎬＤｕＹｏｎｇｃｈｅｎ１ꎬＬｉＪｕｎｍｉｎｇ１ꎬＨｕａｎｇＺｅｊｕｎ１(１.ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＶｅｇｅｔａｂｌｅｓａｎｄＦｌｏｗｅｒｓꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ/ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＶｅｇｅｔａｂｌｅＢｉｏｂｒｅｅｄｉｎｇꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅꎬＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｇｅｎｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｔｕｄｉｅｓａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｏｍａｔｏ.Ｔｈｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｏｆｆｓｐｒｉｎｇｉｓａｃｏｓｔ/ｌａｂｏｒ￣ｉｎｔｅｎｓｉｖｅａｎｄｔｉｍｅ￣ｃｏｎｓｕｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ.Ｗｅｃｌｏｎｅｄａｓｅｅｄ￣ｓｐｅｃｉｆｉｃａｎｄｈｉｇｈｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｏｌｅｏｓｉｎｇｅｎｅＳｌＯＬＥ１(Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０)ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｅｑｕｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｏｍａｔｏｏｌｅｏｓｉｎｇｅｎｅｆａｍｉｌｙａｎｄａｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｅｔｏｍａｔｏｇｅｎｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｄａｔａｂａｓｅＳＧＮ￣ＴＥＡ.ＴｈｅｃｏｄｉｎｇｒｅｇｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｇｅｎｅＴａｇＲＦＰｗａｓｉｎｓｅｒｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍｏｆｔｈｅｓｔｏｐｃｏｄｏｎｏｆＳｌＯＬＥ１ｇｅｎｅｔｏｐｒｏｄｕｃｅａｃｈｉｍｅｒｉｃｇｅｎｅＳｌＯＬＥ１￣ＴａｇＲＦＰꎬｗｈｉｃｈｗａｓｔｈｅｎｉｎｓｅｒｔｅｄｉｎｔｏｂｉｎａｒｙｖｅｃｔｏｒｐＢＩ１２１ｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｐｌａｎｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｖｅｃｔｏｒｐＳｌＯＬＥ１￣ＴａｇＲＦＰ.Ｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｖｅｃｔｏｒｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏｔｏ￣ｍａｔｏｖａｒｉｅｔｙＭｏｎｅｙＭａｋｅｒｂｙＡｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ￣ｍｅｄｉａｔｅｄｍｅｔｈｏｄ.Ｔｈｅｓｅｅｄｓｆｒｏｍｓｅｌｆ￣ｃｒｏｓｓｅｄＴ０ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｌａｎｔｓｄｉｓｐｌａｙｅｄｂｒｉｇｈｔｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｏｒｎｏｔｕｎｄｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ.ＦｕｒｔｈｅｒｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈＰＣＲｍｏｌｅｃｕ￣ｌａｒｍａｒｋｅｒｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＴａｇＲＦＰｓｅｑｕｅｎｃｅｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｉｎｔｈｅｓｅｅｄｌｉｎｇｓａｒｉｓｉｎｇｆｒｏｍｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｓｅｅｄｓꎬｉｎｄｉｃａ￣ｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｔｏｍａｔｏｐｒｏｇｅｎｙｂｙｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｔｓｅｅｄｓｔａｇｅｗａｓ１００％.Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬｔｈｉｓｓｔｕｄｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｓｉｍｐｌｅꎬｆａｓｔａｎｄｌｏｗ￣ｃｏｓｔｍｅｔｈｏｄｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｔｏｍａｔｏｏｆｆｓｐｒｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｓｅｅｄｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｕｓｉｎｇＳｌＯＬＥ１￣ＴａｇＲＦＰｃｈｉｍｅｒｉｃｇｅｎｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＴｏｍａｔｏꎻＳｅｅｄꎻＲｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｔｅｉｎꎻＯｌｅｏｓｉｎｐｒｏｔｅｉｎꎻＴｒａｎｓｇｅｎｉｃｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀转基因技术以及借助转基因的基因编辑技术ꎬ促进了植物基因功能研究ꎬ而且有助于改良植物性状和培育优良新品种ꎮ植物遗传转化后ꎬ转化植株及其后代中外源ＤＮＡ的检测是一个十分必要的环节ꎬ但工作量大㊁效率有待提高ꎮ在植物的遗传转化工作中ꎬ常借助选择基因和报告基因筛选转基因植株ꎮ以卡那霉素(ｎｐｔＩＩ)和潮霉素(ｈｐｔ)等抗生素或者ＥＰＳＰＳ和Ｂａｒ等除草剂抗性基因作为选择基因进行筛选[１－２]ꎬ不同植物材料对筛选剂所需的最适浓度差别较大ꎬ会出现假阳性结果ꎬ甚至有时会影响植株的正常生长ꎮ利用ＧＵＳ作为报告基因筛选时ꎬ需要对转基因植株组织进行ＧＵＳ染色检测[３]ꎬ会破坏植物组织ꎮＦＡＳＴ(ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｎｇｓｅｅｄｔｅｃｈｎｏｌ￣ｏｇｙ)是一种通过种子特异性启动子驱动荧光融合蛋白表达ꎬ利用种子荧光快速筛选转基因植株的方法ꎬ最早应用于模式植物拟南芥(Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ)[４]ꎮ荧光蛋白是一类在特定波长下激发强烈荧光的蛋白质ꎬ可作为报告基因用于检测基因特异性表达和融合蛋白分子的定位㊁迁移㊁构象变化以及分子间的相互作用[５－９]ꎮ红色荧光蛋白(ｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎꎬＲＦＰ)是从海葵(Ｄｉｓｃｏｓｏ￣ｍａｓｐｓｐ.)中分离出的与绿色荧光蛋白(ｇｒｅｅｎｆｌｕｏ￣ｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎꎬＧＦＰ)同源的荧光蛋白[１０]ꎬ激发波长和发射波长均较长ꎬ其中ꎬＴａｇＲＦＰ的激发波长和发射波长分别为５５５ｎｍ和５８４ｎｍꎬ其亮度大约是ｍＣｈｅｒｒｙ蛋白的３倍ꎬ具有高ｐＨ稳定性和荧光寿命长等特点ꎬ是目前所报道的相对较亮的单体红色荧光蛋白[１１]ꎮＦＡＳＴ技术将荧光蛋白作为可视化筛选标记直接鉴定转基因种子ꎬ方法简便且不会对植株产生破坏ꎬ能够降低大面积种植的成本ꎬ有效提高筛选效率[４]ꎮ油体蛋白(ｏｌｅｏｓｉｎ)是一类特殊的贮藏蛋白ꎬ有些油体蛋白在植物种子中特异表达ꎮ当外源小分子量蛋白插入到油体蛋白的Ｎ端或Ｃ端后不会影响其表达和定位ꎬ且融合蛋白非常稳定[１２－１３]ꎮ番茄(Ｓｏｌａｎｕｍｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ)是一种具有重要经济价值的蔬菜作物ꎬ也是果实发育基础研究的模式植物ꎮ转基因技术和基因编辑技术已经大量应用于番茄基础研究和性状改良ꎬ然而传统的方法无法在种子阶段区分转基因和非转基因材料ꎬ转基因后代鉴定效率比较低ꎮ本研究参考ＦＡＳＴ技术ꎬ利用番茄种子特异且高水平表达的油体蛋白基因ＳｌＯＬＥ１启动子驱动ＴａｇＲＦＰ融合蛋白表达ꎬ利用种子红色荧光快速有效筛选番茄转基因后代ꎬ为后续的基因功能研究和性状改良带来便利ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀植物材料与菌株番茄品种 ＲｉｏＧｒａｎｄｅ 来自美国俄亥俄州立大学ＥｓｔｈｅｒｖａｎｄｅｒＫｎａａｐ实验室ꎬ于２０２０年种植于中国农业科学院蔬菜花卉研究所南区温室ꎮ番茄品种 ＭｏｎｅｙＭａｋｅｒ (ＭＭ)的种子由中国农业科学院蔬菜花卉研究所番茄遗传育种课题组扩繁保存ꎮ大肠杆菌ＤＨ５α和农杆菌ＧＶ３１０１购自上海唯地生物技术有限公司ꎮ１.２㊀番茄油体蛋白的鉴定与分析根据拟南芥油体蛋白研究结果[１４－１６]ꎬ从ＴＡＩＲ(ｔｈｅａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅ)数据库下载１７个拟南芥油体蛋白序列ꎮ以拟南芥油体蛋白序列为查询序列ꎬ采用ＢＬＡＳＴＰ(ｅ－ｖａｌｕｅ<１Ｅ－５)在茄科基因组数据库ＳＧＮ(ｓｏｌａｎａｃｅａｅｇｅ￣ｎｏｍｉｃｓｎｅｔｗｏｒｋ)中检索番茄油体蛋白ꎮ从ＮＣＢＩ数据库获得水稻(Ｏｒｙｚａｓａｔｉｖａ)油体蛋白序列ꎮ利用ＣｌｕｓｔａｌＷ软件进行番茄㊁拟南芥和水稻油体蛋白多序列比对ꎬ使用ＭＥＡＧ－Ｘ软件㊁采用最大似然法(ｍａｘｉｍｕｍｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ)构建油体蛋白序列的进化树ꎮ利用番茄果实发育成熟高分辨率时空转录图谱数据库ＳＧＮ－ＴＥＡ(ｈｔｔｐｓ://ｔｅａ.ｓｇｎ.ｃｏｒｎｅｌｌ.２山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀ｅｄｕ/)分析油体蛋白基因在成熟期果实组织的表达模式ꎮ１.３㊀ＴａｇＲＦＰ和番茄油体蛋白基因的克隆以中国农业科学院蔬菜花卉研究所张金喆老师惠赠的含红色荧光蛋白基因ＴａｇＲＦＰ编码序列的番茄ＤＮＡ为模板ꎬ使用引物ＺＰ３１１ꎬ利用高保真聚合酶预混液ＡｐｅｘＨＦＦＬＰＣＲＭａｓｔｅｒＭｉｘ(艾科瑞生物)ꎬ对ＴａｇＲＦＰ进行ＰＣＲ扩增ꎮ反应程序为:９４ħ１ｍｉｎꎻ９８ħ１０ｓꎬ６０ħ１５ｓꎬ６８ħ１ｍｉｎꎬ３５个循环ꎮ以ＣＴＡＢ法[１７]提取的番茄品种ＲｉｏＧｒａｎｄｅ幼嫩叶片的基因组ＤＮＡ为模板ꎬ使用引物Ｏｌｅ００２扩增番茄油体蛋白基因ＳｌＯＬＥ１(Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０)全长序列ꎮ引物序列见表１ꎮＰＣＲ产物经１％琼脂糖凝胶电泳检测后ꎬ采用ＥａｓｙＰｕｒｅ®ＱｕｉｃｋＧｅｌＥｘｔｒａｃｔｉｏｎＫｉｔ(全式金)进行胶回收纯化ꎮＴａｇＲＦＰ和ＳｌＯＬＥ１的回收产物均与ＢｌｕｎｔＺｅｒｏ克隆载体(全式金)连接ꎬ转化至ＤＨ５α感受态细胞ꎬ挑选阳性克隆送至生工生物工程(上海)股份有限公司测序ꎮ表１㊀基因克隆引物引物名称正向引物序列(５'－３')反向引物序列(５'－３')ＺＰ３１１ＣＣＡＧＣＡＣＡＣＴＡＣＴＡＴＧＡＧＣＧＡＧＧＴＡＡＧＣＴＣＡＣＴＴＧＴＧＣＣＣＣＡＧＯｌｅ００２ＧＡＣＧＡＡＴＧＧＡＴＴＡＡＴＧＴＧＧＴＴＣＣＧＣＡＡＣＴＧＡＣＴＴＣＡＴＧＴＣＴＡＴＡ１.４㊀种子ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ红色荧光表达载体的构建根据ＳｌＯＬＥ１克隆载体序列和ＴａｇＲＦＰ编码序列ꎬ采用软件ＣＥＤｅｓｉｇｎ设计无缝克隆引物(表２)ꎮ无缝克隆采用ＣｌｏｎＥｘｐｒｅｓｓⅡＯｎｅＳｔｅｐＣｌｏｎｉｎｇＫｉｔ(诺唯赞)ꎬ反应条件为３７ħ连接３０ｍｉｎꎮ以Ｓｌ￣ＯＬＥ１基因克隆载体为模板ꎬ使用引物Ｌｉｎｅ００５进行反向ＰＣＲꎻ以ＴａｇＲＦＰ克隆载体为模板ꎬ使用引物Ｉｎｓｅｒｔ００５扩增ＴａｇＲＦＰ编码序列ꎮ分别对ＰＣＲ产物进行胶回收纯化ꎬ然后进行无缝克隆ꎬ将ＴａｇＲＦＰ编码序列插入到ＳｌＯＬＥ１基因终止密码子前面ꎬ构建ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ嵌合基因克隆载体Ｂｌｕｎｔ－ＯＲꎬ嵌合基因序列中仅保留１个终止密码子ꎮ使用ＥｃｏＲⅠ和ＨｉｎｄⅢ限制性内切酶对ｐＢＩ１２１植物双元表达载体(华越洋)进行双酶切ꎬ以克隆载体Ｂｌｕｎｔ－ＯＲ为模板ꎬ使用引物Ｉｎｓｅｒｔ０１０扩增ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ嵌合基因片段ꎬ胶回收纯化后与ｐＢＩ１２１双酶切产物进行无缝克隆ꎬ构建表达载体ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰꎮ表２㊀无缝克隆引物引物名称正向引物序列(５ᶄ－３ᶄ)反向引物序列(５ᶄ－３ᶄ)Ｌｉｎｅ００５ＧＣＴＡＧＣＧＣＴＡＣＴＣＴＣＴＡＣＴ￣ＴＣＴＡＧＡＴＴＴＡＧＴＣＴＧＡＴＧＧＧＴＴＣＣＡＧＴ￣ＧＡＴＧＴＧＩｎｓｅｒｔ００５ｔｃａｃｔｇｇａａｃｃｃａｔｃａｇａｃｔＡＴＧＡＧ－ＣＧＡＧＣＴＧＡＴＴＡＡＧＧＡＧＡＡａａｇｔａｇａｇａｇｔａｇｃｇｃｔａｇｃＴＣＡＣＴＴ￣ＧＴＧＣＣＣＣＡＧＴＴＴＧＣＩｎｓｅｒｔ０１０ｇａｃｃａｔｇａｔｔａｃｇｃｃａａｇｃｔｔＧＡＣＧＡＡＴＧ￣ＧＡＴＴＡＡＴＧＴＧＧＴＴＣＡＡａａａａｃｇａｃｇｇｃｃａｇｔｇａａｔｔｃＣＧ￣ＣＡＡＣＴＧＡＣＴＴＣＡＴＧＴＣ￣ＴＡＴＡＴＡＡＡＡＧ１.５㊀种子ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ红色荧光表达载体的遗传转化利用冻融法将表达载体ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ转入农杆菌ＧＶ３１０１ꎬ通过农杆菌介导法进行番茄ＭＭ子叶的遗传转化ꎮ遗传转化方案参照文献[１８]ꎬ将ＭＭ的种子消毒后置于１/２ＭＳ培养基ꎬ待子叶展开且真叶尚未长出时剪下子叶ꎬ在Ａ１培养基中暗培养２ｄ后进行侵染ꎬ侵染的子叶继续在Ａ１培养基中培养２ｄꎬ经Ａ２培养基诱导得到愈伤组织和分化的芽ꎬＡ３培养基分化培养得到小苗ꎬ最后由Ａ４培养基生根培养得到生根小苗后移栽至中国农业科学院蔬菜花卉研究所北圃场玻璃温室ꎮ１.６㊀转基因番茄的ＰＣＲ检测和种子荧光鉴定提取转基因番茄植株的ＤＮＡꎬ根据表达载体中ＴａｇＲＦＰ两侧序列设计引物Ｏ＋Ｒ－７(Ｆ:ＧＧＴＡ￣ＡＧＣＧＴＧＴＴＡＴＣＧＴＧＧＡꎻＲ:ＡＴＧＡＡＧＡＣＧＡＧＣＣＴＣＧ￣ＴＡＧＣ)ꎬＰＣＲ检测Ｔ０代植株中是否插入ＴａｇＲＦＰ基因序列ꎮ将Ｔ０代阳性转基因植株自交授粉收获的干燥种子ꎬ置于徕卡体视荧光显微镜(ＬｅｉｃａＭＺ１０Ｆ)下进行荧光成像和拍照ꎮ挑选呈现荧光和无荧光的种子分别催芽ꎬ真叶长出后提取ＤＮＡꎬ进一步通过ＰＣＲ验证番茄转基因后代中是否含有ＴａｇＲＦＰ基因ꎮ２㊀结果与分析２.１㊀番茄油体蛋白基因分析在ＳＧＮ数据库中检索到番茄中有９个油体蛋白编码基因ꎬ分别是Ｓｏｌｙｃ０２ｇ０８６４９０㊁Ｓｏｌｙｃ０３ｇ１１２４４０㊁Ｓｏｌｙｃ０３ｇ１１９８２０㊁Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０㊁Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０６０８４０㊁Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０６９２６０㊁Ｓｏｌｙｃ０８ｇ０６６０４０㊁Ｓｏｌｙｃ０８ｇ０７８１６０和Ｓｏｌｙｃ１２ｇ０１０９２０ꎮ在ＮＣＢＩ数３㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀章力ꎬ等:利用种子红色荧光标记鉴定转基因番茄后代据库中检索到６个水稻油体蛋白编码基因:Ｏｓ０１ｇ０６４３９００㊁Ｏｓ０３ｇ４９１９０㊁Ｏｓ０４ｇ０５４６５００㊁Ｏｓ０５ｇ０５７６７００㊁Ｏｓ０６ｇ０４７３８００和Ｏｓ０９ｇ０３２４０００ꎮ为了明确番茄㊁拟南芥和水稻油体蛋白之间的亲缘关系ꎬ对番茄９个㊁拟南芥１７个和水稻６个的油体蛋白构建分子进化树(图１Ａ)ꎮ在进化树中ꎬ番茄油体蛋白基因Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０与拟南芥中的ＡＴ４Ｇ２５１４０(ＡｔＯＬＥ１)和ＡＴ５Ｇ５１２１０基因以及水稻的Ｏｓ０９ｇ０３２４０００(ＯｓＯＬＥ４)和Ｏｓ０４ｇ０５４６５００(ＯｓＯＬＥ３)基因亲缘关系最近ꎮＡＴ４Ｇ２５１４０(ＡｔＯＬＥ１)是拟南芥种子中最丰富的油体蛋白[１９]ꎮ利用自身启动子分别驱动ＡＴ４Ｇ２５１４０(ＡｔＯＬＥ１)㊁Ｏｓ０９ｇ０３２４０００(ＯｓＯＬＥ４)基因与ＧＦＰ基因的融合蛋白基因表达ꎬ可使转基因拟南芥和水稻的种子呈现出绿色荧光[２０]ꎮ随后检索番茄基因表达数据库ＳＧＮ－ＴＥＡ(ｈｔｔｐｓ://ｔｅａ.ｓｇｎ.ｃｏｒｎｅｌｌ.ｅｄｕ/)ꎬ发现Ｓｏｌｙｃ０３ｇ１１２４４０㊁Ｓｏｌｙｃ１２ｇ０１０９２０和Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０基因在红熟期种子中的表达量居前三ꎬＲＰＭ值分别为２１１４.９４㊁１７１９.４１和１１８５.１５ꎮ由于Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０在番茄红熟期果实的其他组织中几乎不表达(图１Ｂ)ꎬ且其编码蛋白与拟南芥ＡＴ４Ｇ２５１４０(ＡｔＯＬＥ１)和水稻Ｏｓ０９ｇ０３２４０００(ＯｓＯＬＥ４)蛋白序列相似性最高ꎬ因此ꎬ推测Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０基因(以下简称ＳｌＯＬＥ１)启动子可以驱动融合蛋白在番茄种子中表达ꎮ图１㊀番茄㊁拟南芥和水稻的油体蛋白进化树(Ａ)及番茄ＳｌＯＬＥ１基因在红熟期果实和㊀㊀总果皮的表达模式(Ｂ)(基因表达数据来自ｈｔｔｐｓ://ｔｅａ.ｓｇｎ.ｃｏｒｎｅｌｌ.ｅｄｕ/)２.２㊀种子红色荧光表达载体ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ构建以番茄 ＲｉｏＧｒａｎｄｅ 的ＤＮＡ为模板ꎬ经引物Ｏｌｅ００２扩增得到长度为４００４ｂｐ的ＳｌＯＬＥ１基因全长片段(图２Ａ)ꎬ其中含启动子和终止子序列长度各约１.７ｋｂꎮ利用引物ＺＰ３１１扩增ＴａｇＲＦＰ编码区序列(７１５ｂｐꎬ图２Ｂ)ꎮＰＣＲ扩增片段分别连入ＢｌｕｎｔＺｅｒｏ克隆载体ꎬ测序后获得序列正确的克隆载体Ｂｌｕｎｔ－ＳｌＯＬＥ１和Ｂｌｕｎｔ－ＴａｇＲＦＰꎮ将质粒Ｂｌｕｎｔ－ＳｌＯＬＥ１通过反向ＰＣＲ线性化(引物Ｌｉｎｅ００５ꎬ表２)ꎬ与质粒Ｂｌｕｎｔ－ＴａｇＲＦＰ为模板的ＰＣＲ产物的胶回收纯化产物(引物Ｉｎ￣ｓｅｒｔ００５ꎬ表２)进行无缝克隆ꎬ成功在ＳｌＯＬＥ１基因终止密码子前面插入ＴａｇＲＦＰ编码区序列ꎬ获得重组质粒Ｂｌｕｎｔ－ＯＲꎮ将ｐＢＩ１２１双元载体的ＥｃｏＲⅠ和ＨｉｎｄⅢ双４山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀酶切产物ꎬ与质粒Ｂｌｕｎｔ－ＯＲ为模板的ＰＣＲ产物的胶回收纯化产物无缝克隆(引物Ｉｎｓｅｒｔ０１０ꎬ表２)ꎮ无缝克隆产物转化大肠杆菌ＤＨ５αꎬ利用引物ＺＰ３１１进行菌液ＰＣＲ鉴定ꎬ以Ｂｌｕｎｔ－ＴａｇＲＦＰ质粒为阳性对照ꎬ有９份菌液扩增出条带ꎬ大小约为７１５ｂｐꎬ其中菌液ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ－１４的测序结果完全正确ꎬ成功构建种子红色荧光表达载体ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ(图２Ｃ㊁图３)ꎮＭ:ＤＮＡ分子量参考ꎻ阳:Ｂｌｕｎｔ－ＴａｇＲＦＰ质粒阳性对照ꎮ图２㊀ＳｌＯＬＥ１基因全长(Ａ)㊁ＴａｇＲＦＰ编码区片段(Ｂ)以及ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ菌液(Ｃ)的ＰＣＲ扩增图３㊀ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ表达载体示意图２.３㊀ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ转基因阳性番茄植株获得将ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ质粒转入农杆菌ＧＶ３１０１ꎬ以番茄ＭＭ的子叶为外植体进行侵染ꎬ经组织培养共获得４５个再生植株ꎮ以转基因植株的ＤＮＡ为模板ꎬ使用引物Ｏ＋Ｒ－７对ＴａｇＲＦＰ基因进行ＰＣＲ检测ꎮ以ｐＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ质粒为阳性对照ꎬ野生型ＭＭ为阴性对照ꎬ水为空白对照ꎬ结果(图４)显示ꎬ有８株Ｔ０代番茄植株的扩增产物与野生型ＭＭ一致ꎬ为单一条带ꎬ表明没有插入ＴａｇＲＦＰ基因ꎻ其余３７株均扩增出杂合条带ꎬ表明成功插入了ＴａｇＲＦＰ编码区序列ꎬ遗传转化效率达到８２.２２％ꎮ图４㊀ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰＴ０代转基因植株的ＰＣＲ鉴定２.４㊀转基因番茄后代种子红色荧光观察及ＰＣＲ鉴定挑选９株生长健壮的ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ阳性转基因番茄幼苗ꎬ移栽至玻璃温室ꎬ振荡自交授粉ꎮ将Ｔ０代植株自交种子干燥后置于徕卡体视荧光显微镜下ꎬ以野生型ＭＭ的种子为阴性对照ꎬ分别在明场和荧光光源下检测ＴａｇＲＦＰ信号ꎮ结果(图５)显示ꎬ在明场下ꎬ野生型ＭＭ和转基因干燥种子颜色无明显差异ꎻ在荧光下ꎬ野生型种子均无红色荧光ꎬ转基因种子部分呈现明亮红色荧光ꎮ表明ＴａｇＲＦＰ可以作为一种标记筛选出转基因番茄后代中的红色荧光种子ꎮ５㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀章力ꎬ等:利用种子红色荧光标记鉴定转基因番茄后代图５㊀野生型ＭＭ和Ｔ０代转基因植株自交种子的ＴａｇＲＦＰ荧光检测㊀㊀为了验证通过种子红色荧光检测番茄转基因后代的准确性ꎬ进一步播种转基因植株的红色荧光种子和无荧光种子各９６粒ꎬ使用引物Ｏ＋Ｒ－７进行ＰＣＲꎬ鉴定后代植株是否存在ＴａｇＲＦＰ序列ꎮ结果表明ꎬ９６株红色荧光种子萌发的幼苗扩增产物均为杂合条带ꎬ表明含有ＴａｇＲＦＰ编码区序列ꎬ而９６株无荧光种子萌发的幼苗扩增产物均为单一条带ꎬ表明不含ＴａｇＲＦＰ编码区序列ꎮ荧光种子和无荧光种子各１２粒萌发的幼苗ＰＣＲ检测结果如图６所示ꎬ表明通过种子红色荧光鉴定番茄转基因后代的准确率达１００％ꎮ图６㊀红色荧光(Ａ)和无荧光(Ｂ)种子的ＰＣＲ检测３㊀讨论与结论荧光蛋白有多种类型ꎬ其中ꎬ绿色荧光蛋白(ＧＦＰ)㊁蓝色荧光蛋白(ＢＦＰ)㊁青色荧光蛋白(ＣＦＰ)和黄色荧光蛋白(ＹＦＰ)等[２１－２４]的发射波长局限在４４０~５２９ｎｍ[２５]ꎬ在细胞内成像时会激发某些内源物质产生荧光ꎬ对结果造成不同程度的干扰ꎮ本研究所使用的ＴａｇＲＦＰ的发射波长为５８４ｎｍꎬ细胞内成像背景低ꎬ更容易检测ꎮ通过ＰＣＲ分子标记检测发现ꎬ利用ＴａｇＲＦＰ作为筛选标记ꎬ区分转基因与非转基因种子的准确率可达１００％ꎮ此外ꎬ使用荧光蛋白标记筛选转基因种子时ꎬ可利用荧光种子分选设备进一步提高鉴定效率[２６－２７]ꎮ种子特异性表达启动子驱动荧光蛋白基因ꎬ可用于转基因种子的可视化鉴定ꎮ在拟南芥中使用种子储藏蛋白基因ｎａｐｉｎ启动子驱动荧光蛋白进行表达ꎬ可以在荧光显微镜下识别转基因种子[２８]ꎮ拟南芥和水稻油体蛋白基因ＡｔＯＬＥ１㊁Ｏｓ￣ＯＬＥ４与ＧＦＰ的融合蛋白基因表达ꎬ可使转基因种子呈现绿色荧光ꎬ从而实现快速简便鉴定转基因后代[４ꎬ２０]ꎮ本研究发现ＳｌＯＬＥ１(Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３４０４０)是拟南芥ＡｔＯＬＥ１基因和水稻ＯｓＯＬＥ４基因的同源基因ꎬ而且在番茄种子中特异㊁高水平表达ꎮ利用Ｓｌ￣ＯＬＥ１基因启动子驱动ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ融合蛋白表达ꎬ成功实现了通过种子红色荧光快速简便鉴定转基因番茄后代的目的ꎮ由此推测ꎬ利用植物自身种子特异性启动子驱动油体蛋白与荧光蛋白融合基因的表达ꎬ可以应用于其他含油体蛋白种子植物的转基因后代鉴定ꎮ种子荧光标记系统已经逐步应用于基础研究６山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀和育种领域ꎮ基因编辑通常借助稳定的遗传转化ꎬ需要对阳性转基因植株和不含转基因成分的突变后代进行筛选ꎬ工作量大ꎬ费用高ꎮ玉米种子荧光报告系统辅助的ＣＲＩＳＰＲ/Ｃａｓ基因编辑技术通过胚中的红色荧光标记准确鉴别转基因或非转基因籽粒ꎬ显著提高了基因编辑工作效率[２９]ꎮ水稻智能不育育种技术将育性恢复基因㊁花粉失活基因和种子特异启动子驱动的红色荧光蛋白基因串联ꎬ一起导入到水稻雄性不育突变体中ꎬ自交可产生无荧光的雄性不育种子和有荧光的可育种子[３０]ꎮ玉米雄性不育制种新技术也可根据红色荧光实现不育系和保持系种子的分选[３１]ꎮ利用单倍体诱导系的单倍体育种技术可以加快纯系选育进程ꎬ提高育种效率ꎮ然而单倍体诱导效率一般不高ꎬ鉴别也较为困难ꎮ利用基因编辑技术创制拟南芥㊁玉米和马铃薯等植物的单倍体诱导系ꎬ结合种子荧光标记ꎬ提高了单倍体鉴别效率[３２－３３]ꎮＺｈｏｎｇ等[３４]报道的番茄单倍体荧光鉴别技术体系中使用的是拟南芥ＦＡＳＴ￣Ｒｅｄ标记ꎮ本研究克隆了番茄自身的种子特异性表达基因ＳｌＯＬＥ１ꎬ并构建了ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ嵌合基因ꎮ稳定遗传转化ＳｌＯＬＥ１－ＴａｇＲＦＰ嵌合基因的番茄种子在激发光照射下发出明亮的红色荧光ꎬ准确率可达１００％ꎮ该种子红色荧光标记筛选体系将有望应用于番茄基因编辑㊁智能雄性不育系创制和单倍体鉴别等领域ꎬ具有一定基础研究和育种应用价值ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀ＯｒｔｉｚＪＰꎬＲｅｇｇｉａｒｄｏＭＩꎬＲａｖｉｚｚｉｎｉＲＡꎬｅｔａｌ.Ｈｙｇｒｏｍｙｃｉｎｒｅ￣ｓｉｓｔａｎｃｅａｓａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｅｌｅｃｔａｂｌｅｍａｒｋｅｒｆｏｒｗｈｅａｔｓｔａｂｌｅｔｒａｎｓ￣ｆｏｒｍａｔｉｏｎ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌＲｅｐｏｒｔｓꎬ２０１５ꎬ１５(１２):８７７－８８１. [２]㊀ＮａｋａｍｕｒａＳꎬＭａｎｏＳꎬＴａｎａｋａＹꎬｅｔａｌ.Ｇａｔｅｗａｙｂｉｎａｒｙｖｅｃｔｏｒｓｗｉｔｈｔｈｅｂｉａｌａｐｈｏｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｅｎｅꎬｂａｒꎬａｓａｓｅｌｅｃｔｉｏｎｍａｒｋｅｒｆｏｒｐｌａｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ[Ｊ].ＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｂｉｏｃｈｅｍ￣ｉｓｔｒｙꎬ２０１０ꎬ７４(６):１３１５－１３１９.[３]㊀ＳｈｉｖａＰｒａｋａｓｈＮꎬＢｈｏｊａｒａｊａＲꎬＳｈｉｖｂａｃｈａｎＳＫꎬｅｔａｌ.Ｍａｒｋｅｒ￣ｆｒｅｅｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｃｏｒｎｐｌａｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｃｏ￣ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌＲｅｐｏｒｔｓꎬ２００９ꎬ２８(１１):１６５５－１６６８. [４]㊀ＳｈｉｍａｄａＴＬꎬＳｈｉｍａｄａＴꎬＨａｒａ￣ＮｉｓｈｉｍｕｒａＩ.Ａｒａｐｉｄａｎｄｎｏｎ￣ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｓｃｒｅｅｎａｂｌｅｍａｒｋｅｒꎬＦＡＳＴꎬｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｓｅｅｄｓｏｆＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ[Ｊ].ＴｈｅＰｌａｎｔＪｏｕｒｎａｌꎬ２０１０ꎬ６１(３):５１９－５２８.[５]㊀ＪａｃｈＧꎬＢｉｎｏｔＥꎬＦｒｉｎｇｓＳꎬｅｔａｌ.ＵｓｅｏｆｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｆｒｏｍＤｉｓｃｏｓｏｍａｓｐ.(ｄｓＲＥＤ)ａｓａｒｅｐｏｒｔｅｒｆｏｒｐｌａｎｔｇｅｎｅｅｘ￣ｐｒｅｓｓｉｏｎ[Ｊ].ＴｈｅＰｌａｎｔＪｏｕｒｎａｌꎬ２００１ꎬ２８(４):４８３－４９１. [６]㊀ＭｉｚｕｎｏＨꎬＳａｗａｎｏＡꎬＥｌｉＰꎬｅｔａｌ.ＲｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｆｒｏｍＤｉｓｃｏｓｏｍａａｓａｆｕｓｉｏｎｔａｇａｎｄａｐａｒｔｎｅｒｆｏｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｒｅｓｏ￣ｎａｎｃｅｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒ[Ｊ].Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２００１ꎬ４０(８):２５０２－２５１０.[７]㊀ＹａｒｂｒｏｕｇｈＤꎬＷａｃｈｔｅｒＲＭꎬＫａｌｌｉｏＫꎬｅｔａｌ.ＲｅｆｉｎｅｄｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤｓＲｅｄꎬａｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｆｒｏｍｃｏｒａｌꎬａｔ２.０￣Åｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉ￣ｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａꎬ２００１ꎬ９８(２):４６２－４６７. [８]㊀ＪａｃｈＧꎬＰｅｓｃｈＭꎬＲｉｃｈｔｅｒＫꎬｅｔａｌ.ＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄｍＲＦＰ１ａｄｄｓｒｅｄｔｏｂｉｍｏｌｅｃｕｌａｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＭｅｔｈｏｄｓꎬ２００６ꎬ３(８):５９７－６００.[９]㊀ＮｉｓｈｉｚａｗａＫꎬＫｉｔａＹꎬＫｉｔａｙａｍａＭꎬｅｔａｌ.Ａｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏ￣ｔｅｉｎꎬＤｓＲｅｄ２ꎬａｓａｖｉｓｕａｌｒｅｐｏｒｔｅｒｆｏｒｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｓｔａｂｌｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｓｏｙｂｅａｎ[Ｊ].ＰｌａｎｔＣｅｌｌＲｅｐｏｒｔｓꎬ２００６ꎬ２５(１２):１３５５－１３６１.[１０]ＭａｔｚＭＶꎬＦｒａｄｋｏｖＡＦꎬＬａｂａｓＹＡꎬｅｔａｌ.ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｓｆｒｏｍｎｏｎｂｉｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＡｎｔｈｏｚｏａｓｐｅｃｉｅｓ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈ￣ｎｏｌｏｇｙꎬ１９９９ꎬ１７(１０):９６９－９７３.[１１]ＭｅｒｚｌｙａｋＥＭꎬＧｏｅｄｈａｒｔＪꎬＳｈｃｈｅｒｂｏＤꎬｅｔａｌ.Ｂｒｉｇｈｔｍｏｎｏ￣ｍｅｒｉｃｒｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｗｉｔｈａｎｅｘｔｅｎｄｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｌｉｆｅ￣ｔｉｍｅ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＭｅｔｈｏｄｓꎬ２００７ꎬ４(７):５５５－５５７.[１２]ＲｏｏｉｊｅｎＧＪＨꎬＭｏｌｏｎｅｙＭＭ.Ｐｌａｎｔｓｅｅｄｏｉｌ￣ｂｏｄｉｅｓａｓｃａｒｒｉｅｒｓｆｏｒｆｏｒｅｉｇｎｐｒｏｔｅｉｎｓ[Ｊ].Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ１９９５ꎬ１３(１):７２－７７. [１３]ＨｕａｎｇＡＨ.Ｏｌｅｏｓｉｎｓａｎｄｏｉｌｂｏｄｉｅｓｉｎｓｅｅｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｏｒｇａｎｓ[Ｊ].Ｐｌａｎｔｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ１９９６ꎬ１１０(４):１０５５－１０６１.[１４]ＳｈｉｍａｄａＴＬꎬＨａｙａｓｈｉＭꎬＨａｒａ￣ＮｉｓｈｉｍｕｒａＩ.Ｍｅｍｂｒａｎｅｄｙｎａｍ￣ｉｃｓａｎｄｍｕｌｔｉｐｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｏｉｌｂｏｄｉｅｓｉｎｓｅｅｄｓａｎｄｌｅａｖｅｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ２０１８ꎬ１７６(１):１９９－２０７.[１５]ＣｈｅｎＫꎬＹｉｎＹＴꎬＬｉｕＳꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｏｌｅｏｓｉｎｇｅｎｅｓｉｎＢｒａｓｓｉｃａｎａｐｕｓＬ.[Ｊ].ＢＭＣＰｌａｎｔＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ１９:２９４.[１６]ＹｕａｎＹＣꎬＣａｏＸＺꎬＺｈａｎｇＨＪꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅ￣ｗｉｄｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａ￣ｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆＯｌｅｏｓｉｎｇｅｎｅｆａｍｉｌｙｉｎｆｏｕｒｃｏｔｔｏｎｓｐｅｃｉｅｓａｎｄｉｔｓｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔｉｎｏｉｌａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ[Ｊ].ＢＭＣＰｌａｎｔＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０２１ꎬ２１(１):５６９.[１７]ＤｏｙｌｅＪＪꎬＤｏｙｌｅＪＬ.ＡｒａｐｉｄＤＮＡｉｓｏｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｆｏｒｓｍａｌｌｑｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆｆｒｅｓｈｌｅａｆｔｉｓｓｕｅ[Ｊ].ＰｈｙｔｏｃｈｅｍｉｃａｌＢｕｌｌｅｔｉｎꎬ１９８７ꎬ１９:１１－１５.[１８]杨孟霞.利用基因编辑技术创制番茄雄性不育材料的研究[Ｄ].北京:中国农业科学院ꎬ２０２０.[１９]ＳｈｉｍａｄａＴＬꎬＳｈｉｍａｄａＴꎬＴａｋａｈａｓｈｉＨꎬｅｔａｌ.ＡｎｏｖｅｌｒｏｌｅｆｏｒｏｌｅｏｓｉｎｓｉｎｆｒｅｅｚｉｎｇｔｏｌｅｒａｎｃｅｏｆｏｉｌｓｅｅｄｓｉｎＡｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｌｉａｎａ[Ｊ].ＴｈｅＰｌａｎｔＪｏｕｒｎａｌꎬ２００８ꎬ５５(５):７９８－８０９.[２０]ＳｈｉｍａｄａＴꎬＯｇａｗａＹꎬＳｈｉｍａｄａＴꎬｅｔａｌ.Ａｎｏｎ￣ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｓｃｒｅｅｎａｂｌｅｍａｒｋｅｒꎬＯｓＦＡＳＴꎬｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｒｉｃｅｓｅｅｄｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＳｉｇｎａｌｉｎｇ＆Ｂｅｈａｖｉｏｒꎬ２０１１ꎬ６(１０):１４５４－１４５６.[２１]ＴｓｉｅｎＲＹ.Ｔｈｅｇｒｅｅｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎ[Ｊ].ＡｎｎｕａｌＲｅｖｉｅｗｏｆ７㊀第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀章力ꎬ等:利用种子红色荧光标记鉴定转基因番茄后代Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ１９９８ꎬ６７:５０９－５４４.[２２]ＰａｔｔｅｒｓｏｎＧＨꎬＤａｙＲＮꎬＰｉｓｔｏｎＤＪ.Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｓｐｅｃｔｒａ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｌｌＳｃｉｅｎｃｅꎬ２００１ꎬ１１４(５):８３７－８３８. [２３]ＲｉｚｚｏＭＡꎬＳｐｒｉｎｇｅｒＧＨꎬＧｒａｎａｄａＢꎬｅｔａｌ.ＡｎｉｍｐｒｏｖｅｄｃｙａｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｖａｒｉａｎｔｕｓｅｆｕｌｆｏｒＦＲＥＴ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈ￣ｎｏｌｏｇｙꎬ２００４ꎬ２２(４):４４５－４４９.[２４]ＧｒｉｅｓｂｅｃｋＯꎬＢａｉｒｄＧＳꎬＣａｍｐｂｅｌｌＲＥꎬｅｔａｌ.Ｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｅｎ￣ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｙｅｌｌｏｗｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２００１ꎬ２７６(３１):２９１８８－２９１９４.[２５]樊晋宇ꎬ崔宗强ꎬ张先恩.红色荧光蛋白的光谱多样性及体外分子进化[Ｊ].生物化学与生物物理进展ꎬ２００８ꎬ３５(１０):１１１２－１１２０.[２６]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.一种用于荧光种子分选的光学装置:ＣＮ１１５１４４３３０Ａ[Ｐ].２０２１－０３－３０. [２７]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所.荧光种子分选装置:ＣＮ２１４７１８４８２Ｕ[Ｐ].２０２１－１１－１６.[２８]ＳｔｕｉｔｊｅＡＲꎬＶｅｒｂｒｅｅＥＣꎬｖａｎｄｅｒＬｉｎｄｅｎＫＨꎬｅｔａｌ.Ｓｅｅｄ￣ｅｘ￣ｐｒｅｓｓｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎｓａｓｖｅｒｓａｔｉｌｅｔｏｏｌｓｆｏｒｅａｓｙ(ｃｏ)ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈ￣ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｇｅｎｏｍｉｃｓｉｎＡｒａ￣ｂｉｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｏｕｒｎａｌꎬ２００３ꎬ１(４):３０１－３０９.[２９]ＹａｎＹＹꎬＺｈｕＪＪꎬＱｉＸＴꎬｅｔａｌ.Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｅｅｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｒｅｐｏｒｔｅｒ￣ａｓｓｉｓｔｅｄＣＲＩＳＰＲ/Ｃａｓ９ｇｅｎｅｅｄｉｔｉｎｇｉｎｍａｉｚｅ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｉｖｅＰｌａｎｔＢｉｏｌｏｇｙꎬ２０２１ꎬ６３(９):１６７１－１６８０.[３０]ＣｈａｎｇＺＹꎬＣｈｅｎＺＦꎬＷａｎｇＮꎬｅｔａｌ.Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆａｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｙｂｒｉｄｒｉｃｅｂｒｅｅｄｉｎｇａｎｄｓｅｅｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｕ￣ｓｉｎｇａｎｕｃｌｅａｒｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙｇｅｎｅ[Ｊ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＮａ￣ｔｉｏｎａｌＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓｏｆＡｍｅｒｉｃａꎬ２０１６ꎬ１１３(４９):１４１４５－１４１５０.[３１]ＣａｉＤＲꎬＺｈａｎｇＺＧꎬＺｈａｏＬꎬｅｔａｌ.Ａｎｏｖｅｌｈｙｂｒｉｄｓｅｅｄｐｒｏｄｕｃ￣ｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂａｓｅｄｏｎａｕｎｉｌａｔｅｒａｌｃｒｏｓｓ￣ｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｇｅｎｅｉｎｍａｉｚｅ[Ｊ].ＳｃｉｅｎｃｅＣｈｉｎａＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２０２３ꎬ６６(３):５９５－６０１.[３２]ＺｈｏｎｇＹꎬＣｈｅｎＢＪꎬＬｉＭＲꎬｅｔａｌ.ＡＤＭＰ￣ｔｒｉｇｇｅｒｅｄｉｎｖｉｖｏｍａｔｅｒｎａｌｈａｐｌｏｉｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅｄｉｃｏｔｙｌｅｄｏｎｏｕｓＡｒａｂｉ￣ｄｏｐｓｉｓ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＰｌａｎｔｓꎬ２０２０ꎬ６(５):４６６－４７２.[３３]ＺｈａｎｇＪＺꎬＹｉｎＪꎬＬｕｏＪＹꎬｅｔａｌ.Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｈｏｍｏｚｙｇｏｕｓｄｉｐ￣ｌｏｉｄｐｏｔａｔｏｔｈｒｏｕｇｈｍａｔｅｒｎａｌｈａｐｌｏｉｄｉｎｄｕｃｔｉｏｎ[Ｊ].ａＢＩＯＴＥＣＨꎬ２０２２ꎬ３(３):１６３－１６８.[３４]ＺｈｏｎｇＹꎬＣｈｅｎＢＪꎬＷａｎｇＤꎬｅｔａｌ.Ｉｎｖｉｖｏｍａｔｅｒｎａｌｈａｐｌｏｉｄｉｎ￣ｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｏｍａｔｏ[Ｊ].ＰｌａｎｔＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｏｕｒｎａｌꎬ２０２２ꎬ２０(２):２５０－２５２.８山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５６卷㊀。
番茄由小到大的秘密--番茄基因组学研究又一重要成果
番茄由小到大的秘密--番茄基因组学研究又一重要成果李颖【期刊名称】《中国蔬菜》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】1页(P95-95)【作者】李颖【作者单位】中国农业科学院蔬菜花卉研究所【正文语种】中文中国农业科学院蔬菜花卉所研究员黄三文领导的国际番茄变异组研究团队对世界各地的360份番茄种质进行了重测序分析，构建了完整的番茄遗传变异组图谱，为揭示番茄的进化历史、基因挖掘和分子育种奠定了基础。
最新研究成果以长篇幅论文在线发表于2014年10月13日的《Nature Genetics（自然·遗传学）》杂志。
该研究是中国农业科学院蔬菜花卉研究所功能基因组创新团队近年来在《Nature》、《Nature Genetics》、《PNAS》、《PLoS Genetics》等刊物上发表多篇研究论文后，又一次在国际知名杂志发表的重要研究成果。
如今食用的大果栽培番茄是由野生番茄驯化而来的。
在长期的驯化过程中，野生番茄果实在质量、颜色、形状等方面发生了显著变化。
野生番茄果实非常小，单果质量仅1～2 g，而现代栽培番茄的单果质量是其祖先的100多倍。
然而，番茄人工驯化过程一直未有全面研究。
通过群体遗传学分析，该研究揭示了番茄果实变大经历了从醋栗番茄到樱桃番茄再到大果栽培番茄的两次进化过程，在此过程中分别有5个和13个果实质量基因受到了人类的定向选择。
我们所熟知的圣女果的学名是樱桃番茄，并不是通过转基因获得，而是番茄进化的中间阶段。
研究团队通过比较不同番茄群体的基因组差异，发现第5号染色体是决定鲜食番茄和加工番茄（主要用于生产番茄酱）差异的主要基因组区域，此区域含有多个控制番茄可溶性固形物含量和果实硬度的基因，这些基因赋予了加工番茄显著的特征。
此外，通过全基因组关联分析，发现了决定粉果果皮颜色的关键变异位点，此位点的变异导致SlMYB12基因启动子区域的缺失，进而影响该基因的表达，从而使得成熟的粉果番茄果皮中不能积累类黄酮。
番茄果实颜色相关基因的研究进展
番茄果实颜色相关基因的研究进展金凤媚;薛俊;郏艳红;刘仲齐【摘要】就影响番茄果实颜色的基因进行了综述,重点探讨了番茄果实颜色的形成、相关基因的功能以及分子标记的研究和转基因研究.【期刊名称】《天津农业科学》【年(卷),期】2006(012)004【总页数】4页(P3-6)【关键词】番茄;果实颜色;基因【作者】金凤媚;薛俊;郏艳红;刘仲齐【作者单位】天津市农业生物技术研究中心,天津,300192;天津市农业生物技术研究中心,天津,300192;天津市农业生物技术研究中心,天津,300192;天津市农业生物技术研究中心,天津,300192【正文语种】中文【中图分类】S6番茄（Lycopersicon l），又名西红柿，是世界上重要的农作物之一，其独特的风味、丰富的营养，特别是番茄红素特有的医用价值吸引着越来越多的消费者[1]，番茄的需求量和种植面积呈逐年上升趋势。
在番茄的育种改良中，番茄果实的颜色是一个重要的品质性状。
果实颜色深和色素含量高的品种深受生产者和消费者的欢迎。
番茄红素是构成番茄果实的主要色素，医学研究表明，它具有极好的抗氧化功能，可抑制前列腺癌、消化道疾病和心血管疾病等的发生，另外，番茄红素还具有美容的功效[2]，逐渐成为国际功能性食品研究的热点。
所以，发掘、利用和控制番茄果实颜色的基因，培育出番茄果实颜色深、色素含量高的番茄品种成为育种机构改良番茄品质性状的主要内容和重要的研究方向。
1.1 番茄果实颜色的形成番茄的果实颜色决定于果皮和果肉颜色。
果皮颜色分为黄色和透明两种，由一对等位基因控制，黄色果肉基因Y相对于透明果皮基因y为显性。
果肉颜色主要分为红、黄、橙三种，分别由R-r和T-t 2对等位基因控制，其中R基因导致红色果肉表型的产生，基因r则产生黄色果肉，基因T决定非橙黄色果肉，t基因产生橙黄色果肉。
黄色果肉基因tt对红色果肉基因R起隐性上位作用，基因y，r，t分别定位在第1，3，10染色体上[3]。
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番茄基因组与其它重要茄科植物马铃薯、茄子、辣椒、烟草基因组的共线性研究
Tomato：番茄，Potato：马铃薯，
Eggplant：茄子，Pepper：辣椒，
Nicotiana：烟草栽培番茄与其近缘野生种醋栗番茄的果实与果实中类胡萝卜素、番茄红素含量比较A. 栽培番茄（左）与其近缘野生种醋栗番茄（右）的果实大小比较B. 栽培番茄（黑色）与其近缘野生种醋栗番茄（红色）果实中类胡萝卜素(ß-carotene)、番茄红素(Lycopene)的高效液相色谱(HPLC)分析比较。
项目简介
番茄是重要的蔬菜作物，也是植物学研究，特别是果实发育研究的经典模式系统。
历经8年多的艰苦努力，由来自14个国家的300多位科学家组成的“番茄基因组研究国际协作组”完成了对栽培番茄及其近缘野生种醋栗番茄全基因组的精细序列分析。
在解码的番茄基因组中共鉴定出约34,727个基因，其中97.4%的基因已经精确定位到染色体上。
比较基因组分析发现了番茄果实进化和发育的基因组学基础，番茄基因组经历的两次三倍化使基因家族产生了特异控制果实发育及营养品质的新成员。
这项成果于2012年5月
31日以封面文章发表在Nature 上(485:635-641)。
番茄基因组的解读是科学家通过国际合作完成的又一个高质量的模式植物的基因组序列分析。
中国科学院遗传与发育生物学研究所和中国农业科学院蔬菜花卉研究所组织国内60多位科学家参与了这项工作，高质量地完成了番茄基因组测序任务的1/6，标志着我国是番茄基因组学研究的强国之一。
该成果的取得必将对茄科植物的功能基因组学与比较基因组学研究起到极大的推动作用，并为培育具有高产、优质、抗病虫、抗逆等优良性状的番茄新品种打下良好的基础，对促进我国乃至全世界的番茄生产具有重要意义。
完 成 人： 李传友、薛勇彪、程祝宽、凌宏清、左建儒、黄三文
完成单位： 中国科学院遗传与发育生物学研究所
中国农业科学院蔬菜花卉研究所
番茄基因组学研究获重大突破揭秘番茄果实进化和发育的基因组学基础番茄基因组研究成果以封面文章在Nature发表番茄基因组研究成果被美国《科学家》杂志（The Scientist）评为2012年度最受科学家关注的基因组。
05。