解密番茄果实中叶绿素合成和叶绿体发育的分子机制

　　在植物中，叶绿体是发生光合作用的场所，叶绿体丰度的增加会提高植物的营养质量和果实的颜色。然而，番茄果实中叶绿素合成和叶绿体发育的分子机制仍然未知。

　　6月1日华中农业大学张余洋/叶志彪研究团队在Horticulture Research 发表了一篇名为“SlRCM1, whichencodes tomato Lutescent1, is required for chlorophyll synthesis andchloroplast development in fruits”的文章，揭示了SlRCM1编码番茄Lutescent1，是水果叶绿素合成和叶绿体发育所必需的。

　　在这项研究中，我们分离出一个缺乏叶绿素的突变体，通过甲基磺甲基化作用来减少叶绿素突变。这种变异产生了改变叶绿体发育的类似结果。SlRCM1的第二个外显子中的单核苷酸碱基替换导致其翻译的蛋白质过早终止。SlRCM1编码一种叶绿体靶向金属内肽酶，该酶与拟南芥的 BCM1 蛋白和大豆的常绿G 蛋白 ( Glycine max L. Merr)是直系同源的。值得注意的是，lutescent1突变体的淡黄色表型可以通过野生型番茄的SlRCM1等位基因恢复。相反，在Alisa Craig中，CRISPR/Cas9系统敲除SlRCM1在成熟的绿色阶段产生淡黄色的果实，与lutescent1的情况一样。

　　SlRCM1表达和亚细胞定位

　　叶绿素是植物吸收、转移光能和将光能转化为生物能源所必需的，并且在光合作用中起着至关重要的作用，促进植物的生长发育。在这里，我们克隆了控制番茄果实叶绿素合成和叶绿体发育的SlRCM1基因。导致 SlRCM1 中过早终止突变的单核苷酸替换损害了rcm1突变体中的叶绿体发育。增加番茄果实中的叶绿素含量有助于改善营养。同样的，SlRCM1红色成熟果实的可溶性固形物含量过表达（OE）品系显着高于野生型，而敲除品系（CR）表现出相反的效果。此外，SlRCM1 过表达品系（OE）成熟红色果实的 a*/b* 比色值显着高于野生型，而敲除品系（CR）表现出相反的效果。因此，SlRCM1基因的表征可以为番茄果实中叶绿素合成和叶绿体发育提供见解。