花青素是植物中抵抗非生物胁迫的关键色素。当生物胁迫发生时，它可以通过潜在地吸收可见光和清除活性氧(ROS)来提供光保护。然而，由于缺乏具有可变花青素水平的同基因植物模型，花青素功能的比较研究受到挑战。

番茄的遗传进展已经鉴定出花青素1(ANT1)基因，这是番茄(Solanumlycopersicum)的一种MYB转录因子，为研究提供了一条有希望的途径。关键问题仍然是确定花青素在植物光合作用中的主要保护机制。

园艺研究发表了一篇题为“ANT1启动子替换会诱导花青素积累，并通过番茄的发育、生理和代谢重编程引发避荫反应”的观点。

在这项研究中，首先比较了发芽率，以检查花青素过量生产对植物生长和发育的影响。结果显示，花青素含量高的ANT1植物(ANT1启动子替换)的种子发芽率显着低于对照(MT)和花青素缺陷突变体(a和aa)。

开花时间和营养生长也受到影响，ANT1表现出开花延迟和花后垂直生长减少。ANT1植物的侧枝数量和总叶面积显着减少。对ANT1及其与M82的杂交种的生产力进行了评估，结果表明，尽管可溶性固形物含量相似，但由于果实尺寸较小和单株果实较少，果实产量降低。

光吸光度和叶片结构分析表明，ANT1叶片的光谱特性发生了改变，光谱的蓝色和红色端吸光度增加，以及结构差异，例如栅栏薄壁组织的不同伸长和两表皮厚度的减少导致叶片厚度。

还研究了气体交换特性，以了解花青素对光合作用的影响。ANT1植物表现出较低的光合作用和蒸腾速率，以及降低的羧化和电子传输速率。此外，ANT1中的高花青素水平在高光条件下提供光保护，保持更稳定的光系统II效率(Fv/Fm)。

转录组分析表明，花青素的积累导致与避荫反应(SAR)相关的基因表达发生改变。ANT1植物表现出光感受器基因、SAR调节因子以及影响形态和信号传导的其他基因的差异表达。最后，对ANT1植物及其杂种的代谢分析发现，ANT1中某些碳水化合物水平升高，而许多氨基酸浓度较低，一些有机酸略有增加。

总之，这项研究不仅增进了我们对花青素在植物生理学中作用的理解，而且为在作物育种中使用花青素操作来优化植物生长和生产力提供了一条有前途的途径。

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：