【摘 要】
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甾体生物碱（Steroidal Alkaloids;SAs）及其糖基化形式甾体糖生物碱（Steroidal Glycoalkaloids;SGAs）是一类来源于胆固醇的含氮有机分子,存在于茄科植物中,有利于植株抵御病原体,但对于人体来说是具有毒性的,被认为是一种抗营养化合物。在番茄绿色组织中,其存在形式主要是有毒的番茄碱形式,而在成熟过程中,会转变成无毒的七叶皂苷A（esculeoside A）,
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甾体生物碱（Steroidal Alkaloids;SAs）及其糖基化形式甾体糖生物碱（Steroidal Glycoalkaloids;SGAs）是一类来源于胆固醇的含氮有机分子,存在于茄科植物中,有利于植株抵御病原体,但对于人体来说是具有毒性的,被认为是一种抗营养化合物。在番茄绿色组织中,其存在形式主要是有毒的番茄碱形式,而在成熟过程中,会转变成无毒的七叶皂苷A（esculeoside A）,在SGAs合成途径中,已有多个结构基因被报道参与其中,而转录因子对SGAs合成调控的研究却知之甚少。本研究对349份番茄种质进行了代谢谱分析,采用基于代谢物的全基因组关联分析定位到一个与七叶皂苷A紧密关联的AP2/ERF转录因子Sl ERF.D6。通过瞬时超表达,病毒诱导的基因沉默（VIGS）以及互作验证推测其参与番茄SGAs代谢和果实成熟。为了解析Sl ERF.D6可能具备的功能,通过实时荧光定量PCR（q RT-PCR）实验测定其表达谱,发现Sl ERF.D6在果实破色期的表达量最高,表明可能在果实成熟过程中发挥作用。接着本研究进行了番茄果实中的瞬时超表达以及病毒诱导的基因沉默（VIGS）,结果显示Sl ERF.D6表达量的上升能够促进果实的成熟,测定与SGAs合成相关基因的表达水平,发现GAME12表达量下降,而GAME2、GAME5以及GAME18的表达量则上升,采用液相色谱质谱联用仪（LC-MS）检测了这几个基因上下游的代谢物含量,其中番茄碱（tomatidine）含量下降,呋喃甾醇-26-醛（furostanol-26-aldehyde）、β1-番茄碱（β1-tomatine）、α-番茄碱（α-tomatine）以及esculeoside A的含量上升,表明Sl ERF.D6能够影响SGAs的含量;当Sl ERF.D6表达量下降后,果实成熟延迟,SGAs通路的基因表达量以及相关SGAs的含量变化趋势与Sl ERF.D6超表达时相反,验证了Sl ERF.D6对果实成熟和SGAs含量的影响。为了进一步探究Sl ERF.D6对SGAs通路基因是否具有调控的作用,进行了酵母单杂交实验以及双荧光素酶报告基因验证（LUC）,结果表明Sl ERF.D6能够负调控GAME12的表达,而对于GAME2、GAME5以及GAME18,Sl ERF.D6不能够直接结合到他们的启动子区域且对他们也不具有转录激活活性。本研究解析了一个新的转录因子Sl ERF.D6参与了甾体糖苷生物碱SGAs代谢以及果实成熟相关的生物学功能,为生物碱合成以及果实发育相关转录因子的研究提供了新的思路,为番茄育种和作物遗传改良提供了新的资源。
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