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番茄作为肉质果实发育和成熟的模式植物其成熟过程涉及到多个生理生化属性的显著变化。目前,转录因子组成的调控网络是果实成熟分子机制研究的热点,LeSPL-CNR是调控番茄果实成熟过程中的关键转录因子(Transcription Factor,TF)之一。LeSPL-CNR基因与其他番茄果实成熟相关的TF基因相比有两个不同之处,第一,LeSPL-CNR是一个表观遗传调控基因,研究发现野生型Ailsa Craig(AC)和突变体Colourless non-ripening(Cnr)中LeSPL-CNR的核苷酸序列并无差异,但突变体Cnr中LeSPL-CNR启动子上游286-bp DNA区域的胞嘧啶发生高度的甲基化,这是首次揭示表观遗传调控因子在果实成熟转录调控网络起作用。第二,生物信息学分析,在LeSPL-CNR mRNA 3’-UTR有SlymiR156/7的靶位点。基于上述2点认识,利用病毒学技术在野生型番茄AC中超表达SlymiR156/7,在突变体Cnr沉默DNA甲基化直接相关基因的表达。观察它们对番茄果实成熟的影响:1、利用马铃薯X病毒PVX介导的基因超表达技术,探究了番茄SlymiR156和SlymiR157对野生型AC果实成熟的影响,结果表明超表达SlymiR156前体和成熟体基因均不影响AC果实的成熟进程,但会加速果实成熟后的软化,并且软化组织中LeSPL-CNR表达量迅速降低,表明SlymiR156参与调控番茄的后熟过程,而LeSPL-CNR是否在这一过程中起作用有待进一步的研究;另一方面,超表达SlymiR157前体和成熟体基因均能显著地延缓番茄AC果实的成熟进程,进一步研究发现SlymiR157主要通过以下两种方式调控LeSPL-CNR基因表达:(1)当SlymiR157在体内高丰度表达时,它直接对LeSPL-CNR mRNA进行切割,抑制LeSPL-CNR基因表达和后续的蛋白翻译;(2)当SlymiR157表达量减低时,它则仅在翻译水平上抑制LeSPL-CNR蛋白翻译而不影响LeSPL-CNR mRNA表达。但是关于SlymiR157的作用阈值仍需进一步探究。此外在研究中还发现SlymiR157超表达的番茄果实中,成熟相关的关键转录因子LeMADS-RIN,LeHB1,SlAP2a,SlTAGL1的表达表现出类似于LeSPL-CNR的趋势,表明LeSPL-CNR很可能位于转录因子LeMADS-RIN,LeHB1,SlAP2a,SlTAGL1的上游,起正调控作用。2、利用VIGS技术(virus-induced gene silencing,VIGS),筛选了一系列与DNA甲基化直接相关的DNA甲基转移酶基因对Cnr突变体果实成熟的影响,结果表明SlMET1,SlDRM7,SlCMT2,SlCMT3基因表达的抑制均可不同程度地回复Cnr突变体果实成熟,尤其是SlCMT3沉默可使突变体果实几乎完全成熟(Chen,et al,2015b)。通过qRT-PCR定析表明,SlCMT3沉默导致转录因子LeSPL-CNR,LeMADS-RIN,LeHB1,SlAP2a,SlTAGL1以及乙烯合成和转导信号途径中关键基因的表达量显著增高。进一步分析LeSPL-CNR启动子甲基化和全基因组甲基化表明,SlCMT3基因沉默导致了LeSPL-CNR启动子区CHG序列去甲基化,同时受LeMADS-RIN调控的基因启动子区甲基化水平降低。以上结果表明,SlCMT3介导的DNA甲基化与番茄果实的成熟密切相关。综上所述,SlymiR156/7和SlCMT3均在LeSPL-CNR介导的果实成熟过程发挥重要作用。