https://doi.org/10.1186/s43897-024-00103-5
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近日，Molecular Horticulture在线发表了中国科学院华南植物园段学武研究组的研究性论文，题为 Transcription factor NOR and CNR synergistically regulate tomato fruit ripening and carotenoid biosynthesis。文章通过突变体分析结合生理生化和分子生物学手段，揭示了转录因子NOR与CNR协同调控番茄果实成熟的机制，为进一步理解番茄果实成熟的分子调控网络提供了重要线索，同时也为今后优化番茄果实品质提供了重要参考。
背景介绍
果实成熟是一个复杂而精密的生物学过程，是内因（如植物激素、转录因子等）和外因（温度、光照等）协同作用的结果，其中转录因子介导的转录调控在果实成熟过程中发挥重要作用。最近的研究表明，转录因子NAC家族在呼吸跃变型和非呼吸跃变型果实成熟过程中均发挥关键调控作用。尽管已经有研究表明NAC类转录因子NOR在番茄果实的成熟过程中扮演着关键的调控角色，但是其具体的调控机制仍然需要进一步的研究和阐释。
快报概要
该研究利用Y2H、pull down、Co-IP、BiFC 实验验证了NOR和CNR在体外和体内的相互作用。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，构建了在Ailsa Craig (AC)背景下的nor、cnr和nor/cnr突变体。与单突变体相比，nor/cnr双突变体表现出更严重的成熟抑制表型，表现为较低的类胡萝卜素水平和较高的叶绿素水平。研究人员进而选取了10个NOR和CNR共同调控的候选靶基因，包括乙烯合成(ACS2, ACS4, ACO1)、类胡萝卜素合成(PDS, PSY1, Z-ISO, CRTISO, ZDS, GGPPS1)和DNA去甲基化酶(DML2)进行进一步研究。EMSA和DLR实验表明，CNR可以增强NOR对这些成熟相关基因的转录激活作用；ChIP-qPCR实验表明，CNR可以影响NOR在番茄果实体内直接结合这些基因启动子的活性。综上，该研究揭示在番茄果实成熟过程中，转录因子NOR通过与CNR相互作用正向调控乙烯合成相关基因和DNA去甲基化酶基因DML2的转录，进而调控番茄果实的成熟进程。
Fig.1 转录因子NOR/CNR协同调控番茄果实成熟的机制。
中国科学院华南植物园博士研究生刘梦婷为论文第一作者，蒋国祥副研究员为通讯作者。中国科学院华南植物园蒋跃明研究员、段学武研究员、曾睛博士、博士生李婷和硕士生李莹参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院华南植物园青年人才专项的资助。
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Molecular Horticulture是由上海交通大学与Springer Nature集团合作出版的园艺学新刊。期刊以开放获取模式出版。2021年6月16日，创刊号正式上线，先后被DOAJ、Scopus、PubMed Central、ESCI等21个数据库收录，并入选2023年度中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目。CiteScore 2023为8.0，2023 JIF为10.6。期刊聚焦分子调控机制，关注从模式植物到园艺作物的转化性研究，为从事园艺学相关研究的科学家们提供全球化的学术交流平台，促进分子育种为核心的园艺学基础研究到应用的转化。热烈欢迎海内外同行，成为我们的读者、作者或审稿人。
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