番茄N-聚糖酶基因SlaPNGase1的功能分析

番茄(Solanum lycopersicum)作为新疆红色产业,对当地经济发展有重要意义。由于新疆气候特点,无霜期较短,导致番茄被集中采收。加工能力不足,番茄采摘后被搁置数天,伴随高温天气,番茄成熟过度,导致软化变质,造成严重的经济损失和资源浪费。本试验为研究N-聚糖酶基因SlaPNGase1在番茄果实成熟软化过程中的潜在生物学功能,以加工番茄‘里格87-5’为材料,克隆到番茄N-聚糖酶基因SlaPNGase1(Solyc06g051020)及其上游2 220 bp的启动子序列。通过生物信息学初步分析,发现SlaPNGase1含有信号肽序列,不含有跨膜结构域,该启动子中含有多个与果实成熟应答相关的顺式作用元件。通过实时定量PCR检测SlaPNGase1在番茄幼苗根、茎、叶,开花后5 d幼果(DPA5),成熟绿果(DPA33),成熟红果(DPA52)中的转录表达水平(day post-anthesis, DPA)。结果显示,SlaPNGase1在番茄成熟红果中的表达水平最高。构建启动子活性分析载体prPNG1::GUS,对T1代转基因番茄果实进行GUS染色,结果表明,SlaPNGase1启动子在破色果实(DPA39)中的活性强于在未成熟绿果(DPA26)中的活性。构建35S::SlaPNGase1过表达载体,遗传转化番茄后,采摘同时期(DPA52)的过表达番茄果实和野生型番茄果实,将其放置相同光照,温度,湿度环境下。10 d后,转35S::SlaPNGase1基因过表达番茄果实有50%变黑,腐烂,发霉。相反,野生型果实只有轻微表皮失水皱缩,推测基因SlaPNGase1对番茄果实成熟软化具有作用。