全 文 ：园艺学报，2015，42 (1)：38–46.
Acta Horticulturae Sinica
38 doi：10.16420/j.issn.0513-353x.2014-0694；http：//www. ahs. ac. cn
棕果番茄果实颜色遗传及gf位点序列变异分析
肖良军，陆佳楠，李 宁，刘小茜，杨文才*
（中国农业大学蔬菜学系，设施蔬菜生长发育调控北京市重点实验室，北京 100193）
摘 要：将番茄红果材料‘OH 88119’与棕果材料‘Black Cherry’杂交获得 F2 分离群体。通过对成
熟果实外果皮、中果皮/内果皮和胎座颜色的观察，在不考虑番茄红素颜色的情况下，外果皮和中果皮/内
果皮的颜色分别由一个基因控制，且独立遗传。用 gf 位点特异引物经 PCR 和 RT-PCR 扩增和测序，获得
了‘Black Cherry’和‘紫色圣女果’的基因组 DNA 序列以及 8 个棕果番茄的 cDNA 序列，与红果材料中对
应的 GF 位点序列相比，‘Black Cherry’、‘黑番茄（9T）-h’、‘黑番茄–2012’和‘紫果（圆）’的编码区出
现了一个 T 与 C 替换，‘紫果（椭圆）’编码区缺失了两个核苷酸 AT，而‘紫色圣女果’、‘紫玉（F1）-h-h’
和‘Chocolate Cherry’则在编码区插入了一个 A，这些突变分别属于 gf 4、gf 3和 gf 2类型，都形成新的终
止密码子。根据序列差异建立了可用于鉴定 gf 3和 gf 4的 dCAPS（Derived Cleaved Amplified Polymorphic
Sequence）标记，为棕果番茄的标记辅助选择提供工具。
关键词：番茄；棕果；gf 基因；序列变异
中图分类号：S 641.2 文献标志码：A 文章编号：0513-353X（2015）01-0038-09

Genetics of Fruit Color and Sequence Variation of gf Locus in Brown
Tomato Lines
XIAO Liang-jun，LU Jia-nan，LI Ning，LIU Xiao-xi，and YANG Wen-cai*
（Beijing Key Laboratory of Growth and Developmental Regulation for Protected Vegetable Crops，Department of Vegetable
Science，China Agricultural University，Beijing 100193，China）
Abstract：Exocarp，mesocarp，endocarp，and placenta colors were recorded from ripe fruits of each
individual in the F2 population derived from a cross between the red-fruited line OH 88119 and
brown-fruited line Black Cherry. Without considering the color of lycopene，the exocarp color and
mesocarp/endocarp color inherited independently with one gene each. Genomic DNA was amplified from
tomato lines Black Cherry and Purple Cherry by PCR with gene-specific primers. cDNA was also obtained
from 8 brown lines using RT-PCR with the same gene-specific primers. Comparing to the sequences of GF
gene in red-fruited tomato line，a substitution of T/C occurred in coding regions of Black Cherry，
Heifanqie（9T）-h，Heifanqie-2012 and Ziguo（Round），a deletion of AT occurred in coding region of Ziguo
（Oval），and an insertion of A in coding regions of Purple Cherry，Ziyu（F1）-h-h and Chocolate Cherry.
These mutants belonged to gf 4，gf 3 and gf 2，and formed novel stop codon. A Derived Cleaved Amplified
Polymorphic Sequence（dCAPS）marker for identifying gf 3 and gf 4 was developed based on the sequence

收稿日期：2014–08–12；修回日期：2014–10–27
基金项目：国家重点基础研究发展计划（‘973’计划）项目（2012CB113900）
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：yangwencai@cau.edu.cn）
肖良军，陆佳楠，李 宁，刘小茜，杨文才.
棕果番茄果实颜色遗传及 gf 位点序列变异分析.
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variations，which will provide a tool for marker-assisted selection of brown fruit in tomato.
Key words：tomato；brown fruit；gf gene；sequence variation

番茄（Solanum lycopersicum）因其丰富的果实颜色变异而被作为模式植物广泛用于果实成熟和
颜色形成机理研究。在果实成熟过程中，叶绿素逐步降解，有色体合成，使得成熟的番茄果实显现
不同的颜色（Klee & Giovannoni，2011）。如红果番茄果实成熟过程中，叶绿素和复杂的类囊体消失，
叶绿体变成了以番茄红素为主的质体（Cheung et al.，1993；Giuliano et al.，1993），成熟果实为红
色。但是，绿果肉（green-flesh，gf）番茄突变体材料在果实成熟过程中叶绿体并不完全消失，存在
滞绿（Staygreen）现象，成熟果实中既有质体，也有叶绿体，使得果实颜色呈现锈红色到棕色甚至
紫/黑色，称之为棕果、紫果或黑果（Kerr，1956；Barry & Pandey，2009）。与富含花青苷的紫果番
茄不同的是，这类番茄果实中并不含有高水平的花青苷（Mes et al.，2008），而是由于编码
STAYGREEN 蛋白的基因 SGR 发生了突变（Barry et al.，2008），使得叶绿素降解不完全，与番茄红
素同时存在于成熟果实中。在红果或粉果番茄中沉默 SlSGR1 基因都导致成熟果实为棕色（Hu et al.，
2011；Luo et al.，2013），进一步验证了该基因在棕果颜色形成中的作用。
已有的研究表明，SlSGR1 基因就是以前报道的 GF 基因（Barry et al.，2008；Hu et al.，2011；
Luo et al.，2013）。gf 突变体中该基因的第 3 个外显子发生了单核苷酸替换（A/T），导致氨基酸从精
氨酸变成苏氨酸，进而影响基因的正常功能（Barry et al.，2008）。Barry 和 Pandey（2009）对 26 个
被称为棕果、紫果或黑果的番茄地方品种中的 gf 位点进行基因组 DNA 序列分析发现，gf 存在 5 个
等位基因，分别为 gf、gf 2、gf 3、gf 4 和 gf 5，与红果中对应的 GF 基因的序列相比，gf 和 gf 4 为单核
苷酸替换突变，gf 2 为单核苷酸（A）插入突变，gf 3 为 2 bp 缺失突变，gf 5 为 1 163 bp 缺失突变，根
据 PCR 产物大小可直接检测 gf 5；同时还建立了两个 CAPS（Cleaved Amplified Polymorphic Sequence）
标记来分别检测 gf 和 gf 2。根据已有的基因组序列信息和 GF 基因的 mRNA 序列推测 gf 4 中单核苷
酸插入导致终止突变，gf 3中2 bp缺失和gf 2中1 bp插入均导致移码后形成终止突变（Barry & Pandey，
2009）。但是到目前为止还没有从这些突变体中分离出 gf 位点的 mRNA 序列，因此上述推测尚未被
证实。本试验中采用 RT-PCR 技术从 8 个棕果番茄材料中扩增 gf 位点的 cDNA 序列，并与红果中对
应的 GF 基因的 cDNA 序列进行比较分析，同时对‘Black Cherry’的果实颜色遗传进行研究，建立
鉴定 gf 3 和 gf 4 位点的 dCAPS（Derived Cleaved Amplified Polymorphic Sequence）标记，这些结果可
为进一步研究 SlSGR1 基因的功能，在育种中利用棕果材料以及标记辅助选择提供参考。
1 材料与方法
1.1 植物材料
采用 10 个番茄材料，其中 8 个为棕果材料，两个为红果材料（表 1）。‘黑番茄（9T）-h’、‘黑
番茄–2012’和‘紫玉（F1）-h-h’由新疆农垦科学院作物研究所李艳研究员提供，其余材料由本课
题组收集保存。
将红果材料‘OH 88119’与棕果材料‘Black Cherry’杂交获得 F1，并加代得到 F2 分离群体。
亲本、F1 和 F2 分离群体于 2013 年春季种植在纱棚中，3 月 5 日播种，4 月 27 日定植。按照常规生
产要求进行田间管理。这些材料用于果实颜色遗传分析和基因型与性状的连锁分析。
2014 年春，将 8 个棕果材料和 2 个红果对照种植于日光温室中，供果实颜色观察、基因组 DNA

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和 RNA 提取。
1.2 叶片褪绿性状与果实颜色观察
按照 Barry 和 Pandey（2009）的方法观察 10 个番茄材料的叶片褪绿情况。将完全展开的第 4
复叶的顶端小叶取下，放在存有一定水的培养皿中使叶片漂浮于水上，将培养皿用封口膜密封后再
用铝箔纸包裹起来，23 ℃下暗保存 2 周后观察叶片颜色的变化。每个材料观察两个单株，每个单株
取 5 片小叶。在果实成熟期，每个植株取 2 ~ 3 个果实，用小刀切开，分别观察记载果实的外果皮、
中果皮、内果皮和胎座的颜色。
1.3 gf位点DNA扩增、序列分析和dCAPS标记设计
采用改良的 CTAB 法（Kabelka et al.，2002）从 3 个番茄材料‘OH 88119’、‘Black Cherry’和
‘紫色圣女果’植株的幼嫩叶片中提取基因组 DNA。用 1 对基因特异引物（U316068F：5′-GGACTTTT
ATCAAACAGCTAACTTGCA-3′，U316068F：5′-GGCACAACCCAACTTACAATAATTGTA-3′）（Barry
& Pandey，2009）从这 3 个材料的基因组 DNA 中扩增 gf 位点的 DNA 片段。PCR 反应体系为 20 μL，
包括约 10 ng 基因组 DNA 模板、10 mmol · L-1 Tris-HCl、50 mmol · L-1 KCl、1.5 mmol · L-1 MgCl2、
100 μmol · L-1 每个 dNTP、0.3 μmol · L-1 每个引物和 1 个单位 Taq DNA 聚合酶（天根生化科技有限
公司，北京）。PCR 反应条件为：94 ℃变性 5 min，38 个循环的 94 ℃变性 1 min、54 ℃退火 1 min
和 72 ℃延伸 3 min，最后在 72 ℃下保持 5 min。
PCR 产物经 1%琼脂糖凝胶电泳后，用琼脂糖凝胶纯化回收试剂盒回收目的 DNA 片段。将回收
的 PCR 产物与 PMD-19T 载体构建重组质粒，并将连接产物转至大肠杆菌 DH5α 感受态细胞中，通
过对菌液 PCR 检测获得阳性克隆，每个材料随机选取 3 个阳性克隆的菌液送到北京三博远志生物技
术有限责任公司测序。用 DNAMAN 软件去除测序片段中的载体序列，拼接后进行序列间的比对。
根据序列比对结果，采用 dCAPS Finder 2.0（Neff et al.，2002）设计 dCAPS 标记（正向引物：
5′-CTATTGGTTTGATATTGTTTAC-3′，反向引物：5′-CTGAGAATTATTGTGGCTT-3′），用于检测
‘Black Cherry’中的 SNP。
1.4 gf位点cDNA扩增和序列分析
从 10 个材料的植株上取幼嫩叶片，采用 Trizol 法提取总 RNA。首先用 Promega 的反转录试剂
盒合成单链 cDNA，然后采用上述基因特异引物扩增 gf 位点的 cDNA 序列。PCR 反应体系为 50 μL，
包括 2 μL cDNA 模板，5 μL 10 LA Taq BufferⅡ（Mg2+ Plus），8 μL dNTPs（2.5 mmol · L-1 each），
正向引物和反向引物各 1 μL，0.5 μL LA Taq DNA 聚合酶（宝生物工程有限公司，大连）和 32.5 μL
ddH2O。PCR 反应条件为：94 ℃变性 5 min，36 个循环的 94 ℃变性 40 s、57 ℃退火 40 s 和 72 ℃的
延伸 1 min 30 s，最后一步反应在 72 ℃下保持 5 min。对 PCR 产物进行测序和序列分析。
1.5 OH 88119  Black Cherry的F2 群体基因型分析
采用改进的 CTAB 法（Kabelka et al.，2002）提取双亲、F1 和 F2 群体中每个单株的基因组 DNA，
用本试验中设计的 dCAPS 标记对每个单株的基因型进行分析。
PCR 反应体系为 20 μL，包括 2 μL（约 10 ng）基因组 DNA 模板、8 μL Taq10 2 Master Mix（北
京奥赛博科技发展有限公司）、1 μL（10 μmol · L-1）每个引物和 8 μL ddH2O。PCR 反应条件为：
95 ℃变性 5 min，38 个循环的 95 ℃变性 30 s、50 ℃退火 30 s 和 72 ℃延伸 30 s，最后在 72 ℃下保
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持 5 min。取 5 μL PCR 产物经琼脂糖凝胶电泳确认 PCR 成功后，在 10 μL PCR 产物中加入 0.4 μL
CutSmart™ Buffer（New England Biolabs，USA）、0.3 μL DdeⅠ和 3.3 μL ddH2O，将体系混合均匀后，
37 ℃酶切过夜。酶切产物经聚丙烯酰胺凝胶电泳和硝酸银染色显带后，记录每个单株的基因型。
2 结果与分析
2.1 10 个番茄材料叶片暗处理后的颜色变化
10 个材料的叶片在暗处理 2 周后（图 1），所有棕果番茄材料的叶片都表现出了明显的滞绿现
象，而红果材料‘OH 88119’和‘OH 9834’的叶片则呈现出黄化的性状。‘紫玉（F1）-h-h’的叶片
颜色介于其他棕果材料与两个红果材料叶片颜色之间。这一现象与 gf 突变体在暗培养下叶片中叶绿
素不降解的报道（Barry & Pandey，2009；Hu et al.，2011）相一致，推测这些棕果材料可能都是 gf
突变体。

图 1 番茄 10 个材料的叶片暗处理 2 周后的颜色变化
Fig. 1 Color change of leaves from 10 tomato lines 2 weeks after dark treatment

2.2 10 个番茄材料的果实颜色
本研究中 8 个棕果材料的果实颜色相同，而且果实的中果皮/内果皮和胎座的颜色也相同，但是
外果皮的颜色却不一样（表 1），‘Chocolate Cherry’、‘紫玉（F1）-h-h’和‘紫色圣女果’的外果皮
呈现黄色，而其余 5 个材料的外果皮透明。两个红果材料的外果皮为黄色，中果皮/内果皮和胎座为
红色。

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表 1 番茄 10 个材料的来源及果实颜色
Table 1 Origin and fruit color of 10 tomato lines
材料
Material
种子来源
Origin
外果皮颜色
Exocarp color
中果皮/内果皮颜色
Mesocarp/endocarp color
胎座颜色
Placenta color
果实颜色
Fruit color
Black Cherry 德国柏林 Berlin，Germany 透明 Transparent 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
Chocolate Cherry 美国俄亥俄州 Ohio，USA 黄 Yellow 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
黑番茄（9T）-h 中国新疆 Xinjiang，China 透明 Transparent 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
Heifanqie (9T)-h
黑番茄–2012 中国新疆 Xinjiang，China 透明 Transparent 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
Heifanqie-2012
紫玉（F1）-h-h 中国新疆 Xinjiang，China 黄 Yellow 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
Ziyu (F1)-h-h
紫果（椭圆）Ziguo（Oval） 中国北京 Beijing，China 透明 Transparent 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
紫果（圆）Ziguo（Round） 中国北京 Beijing，China 透明 Transparent 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
紫色圣女果 Purple Cherry 中国北京 Beijing，China 黄 Yellow 滞绿 Staygreen 绿 Green 棕 Brown
OH 88119 美国俄亥俄州 Ohio，USA 黄 Yellow 红 Red 红 Red 红 Red
OH 9834 美国俄亥俄州 Ohio，USA 黄 Yellow 红 Red 红 Red 红 Red

2.3 ‘OH 88119’、‘Black Cherry’和‘紫色圣女果’中gf位点的DNA序列比较
采用基因特异引物对‘OH 88119’、‘Black Cherry’和‘紫色圣女果’的基因组 DNA 进行扩增，
均获得了 1 个大小约为 2.5 kb 的片段。测序结果显示，从‘Black Cherry’和‘OH 88119’中获得
的 DNA 序列长度都是 2 549 bp，而从‘紫色圣女果’中获得的长度是 2 550 bp。根据该序列，从已
经测序的番茄品种‘Heinz 1706’基因组中获取对应的序列，经比对后发现，‘Black Cherry’和‘紫
色圣女果’中各有 1 个核苷酸与其余材料不同（图 2），表现为单核苷酸多态性（SNP）。‘Black Cherry’
中第 513 个碱基为 T（胸腺嘧啶），而‘OH 88119’、‘Heinz 1706’和‘紫色圣女果’中则为 C（胞
嘧啶）。与‘Black Cherry’、‘OH 88119’和‘Heinz 1706’相比，‘紫色圣女果’在第 1 768 个碱基
后多了一个碱基 A（腺嘌呤）。


图 2 ‘Black cherry’、‘紫色圣女果’、‘OH 88119’和‘Heinz 1706’番茄中 gf 位点基因组 DNA 序列差异位置
箭头指示 SNP 位置。
Fig. 2 Positions of sequence variations of gf alleles in genomic DNA of Black Cherry，Purple Cherry，OH 88119 and Heinz 1706
The SNP position is indicated by an arrow.

2.4 dCAPS用于 10 份材料的基因型分析
用 dCAPS 的引物从所有材料中都扩增到 1 个大小为 231 bp 的片段，经酶切后，‘Black Cherry’
的产物被切成 216 bp 和 18 bp（酶切产生 3 bp 粘性末端，因此被切开的片段长度之和大于 231 bp），
而‘OH 88119’和‘OH 9834’的产物不能被 DdeⅠ切开（图 3）。同时发现，‘黑番茄（9T）-h’、‘黑
番茄–2012’和‘紫果（圆）’的产物与‘Black Cherry’被切成一样的条带，说明这 3 个材料的基
因型与‘Black Cherry’一致；‘紫果（椭圆）’的产物也能被切开，但比‘Black Cherry’的片段小，
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推测这段序列中可能带有 1 个 DdeⅠ的酶切位点；‘Chocolate Cherry’、‘紫玉（F1）-h-h’和‘紫色圣
女果’的产物不能被切开，推测这 3 个材料的基因型与‘Black Cherry’不同。


图 3 dCAPS 标记检测 10 个番茄材料基因型的聚丙烯酰胺凝胶电泳图
Fig. 3 Image of polyacrylamide gel electrophoresis for genotypes of 10 tomato lines detected by the dCAPS marker

2.5 gf位点的cDNA序列和推导的氨基酸序列比较
采用 gf 位点特异引物从所有材料叶片 cDNA 中都扩增到了 1 个大小约为 1.2 kb 的片段，测序结
果显示，‘OH 88119’、‘OH 9834’、‘Black Cherry’、‘黑番茄（9T）-h’、‘黑番茄–2012’和‘紫果
（圆）’序列长度为 1 169 bp，‘紫果（椭圆）’的序列长度为 1 167 bp，‘紫色圣女果’、‘紫玉（F1）-h-h’
和‘Chocolate Cherry’为 1 170 bp。经序列比对（图 4）发现，从起始密码子第 1 个核苷酸开始，
‘Black Cherry’、‘黑番茄（9T）-h’、‘黑番茄–2012’和‘紫果（圆）’在第 271 bp 位置上出现了 1
个 T 与 C 的替换，属于 gf 4 突变类型，这与上面基因组序列和 dCAPS 检测的结果相吻合。‘紫果（椭
圆）’缺失了第 233 和 234 位置的 AT，属于 gf 3 突变类型，导致新的序列能够被 DdeⅠ限制性内切
酶识别，因此在 dCAPS 标记检测时得到的条带比其它的小 38 bp。‘紫色圣女果’、‘紫玉（F1）-h-h’
和‘Chocolate Cherry’则在第 408 bp 位置后插入了一个 A，属于 gf 2 突变类型。

图 4 番茄 12 个材料中 gf 位点的 cDNA 序列差异位置（箭头指示）
Fig. 4 Positions（indicated by arrows）of cDNA sequence variation in 12 tomato lines

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将各个材料的 cDNA 序列用 NCBI 网站上的 ORF Finder 进行开放阅读框预测和氨基酸序列推
导，结果显示，除红果材料‘OH 88119’和‘OH 9834’的 GF 基因序列能够得到完整的开放阅读
框编码 272 个氨基酸外（图 5），gf 2、gf 3 和 gf 4 突变体都不能得到完整的开放阅读框。Gf 4 突变体中
因 C 被替换成 T 而形成新的终止密码子，造成终止突变，cDNA 序列仅编码前 90 个氨基酸。Gf 2
突变体中由于插入 1 个 A 造成移码突变，形成新的终止密码子，cDNA 序列仅编码前 78 个氨基酸。
Gf 3 突变体中由于缺失两个核苷酸 AT 也造成移码突变，形成新的终止密码子，cDNA 序列仅编码前
140 个氨基酸（图 5）。这些突变体所编码的氨基酸都只是正常氨基酸的前面一部分，没有显示正常
功能（即完全降解叶绿素而使果实为红色），表明该基因的功能区域可能在 140 个氨基酸之后。


图 5 根据 gf 2、gf 3、gf 4 和 GF 的 cDNA 序列推导的氨基酸序列比对
Fig. 5 Alignment of amino acid sequences deduced from cDNA sequences of gf 2，gf 3，gf 4 and GF

2.6 ‘Black Cherry’棕果颜色遗传及表型与SNP的连锁关系
‘OH 88119’‘Black Cherry’的 F1 果实颜色与红果亲本‘OH 88119’相同，外果皮颜色是
黄色，中果皮、内果皮和胎座都是红色，整个果实为红色，但比‘OH 88119’鲜亮。
‘OH 88119’‘Black Cherry’的 F2 群体共有 794 个单株，但 17 个单株没有坐果，因此实际
用于果实颜色观察的植株为 777 株。在这 777 株中，黄色与透明外果皮的株数比符合 3︰1 的一对基
因分离模式，表明外果皮黄色为单显性基因控制的性状。中果皮/内果皮颜色有红色和滞绿两种，胎
座有红色和绿色两种，中果皮/内果皮和胎座都为红色的有 573 株，中果皮/内果皮为滞绿色、胎座
为绿色的有 204 株，也符合 3︰1 的 1 对基因的分离模式，表明中果皮/内果皮和胎座的红色也是由 1
对显性基因控制的。
根据上面的结果推断，F2 群体中果实颜色应该有 4 种，但实际上只出现了红色、粉色和棕色 3
种颜色，原因在于当中果皮/内果皮为滞绿色、胎座为绿色时，无论外果皮是黄色还是透明，果实都
是棕色的。如果将外果皮的颜色和中果皮/内果皮及胎座颜色分开统计，依然符合 9︰3︰3︰1 的两对
基因分离模式（表 2）。由此推测控制外果皮颜色的基因和控制中果皮/内果皮及胎座颜色的基因是
独立遗传的。
用上述 dCAPS 标记对 F2 群体中 777 个单株的基因型进行分析，结果显示，所有棕果（中果皮/
内果皮滞绿或绿色）的基因型都与‘Black Cherry’一致，而红果和粉果的基因型与‘OH 88119’
一致，或为杂合基因型，说明‘Black Cherry’的 SNP 位点与中果皮/内果皮的滞绿性状共分离，进
一步证实‘Black Cherry’的棕果就是由 gf 4 突变位点控制的。
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表 2 OH 88119  Black Cherry 亲本、F1 和 F2 群体的果实颜色
Table 2 Fruit color in the parents，F1 and F2 of OH 88119  Black Cherry
外果皮 Exocarp

中果皮/内果皮/胎座
Mesocarp/endocarp/placenta 果实 Fruit

材料/世代
Materials/
generation 总数 Total
黄色
Yellow
透明
Transparent
卡方值 χ2
（3︰1）
总数
Total
红色
Red
滞绿色
Staygreen
卡方值 χ2
（3︰1）
总数
Total
红果
Red
粉果
Pink
棕果 a
Browna
棕果 b
Brownb
卡方值 χ2
（9︰3︰3︰1）
OH 88119 5 5 0 – 5 5 0 – 5 5 0 0 0 –
Black Cherry 5 0 5 – 5 0 5 – 5 0 0 0 5 –
F1 5 5 0 – 5 5 0 – 5 5 0 0 0 –
F2 777 589 188 0.278 777 573 204 0.653 777 451 141 138 47 1.051
注：a 外果皮为透明色，中果皮/内果皮和胎座为滞绿或绿色；b 外果皮为黄色，中果皮/内果皮和胎座为滞绿或绿色。
Note：a The color of exocarp is transparent，the color of mesocarp，endocarp，and placenta is staygreen or green. b The color of exocarp is yellow，
the color of mesocarp，endocarp，and placenta is staygreen or green.
3 讨论
色泽是番茄果实的外观品质性状之一，也与营养品质有着密切的关系。不同色泽的番茄果实中
含有不同的有色体，这些有色体是人类所必需的营养物质，同时又具有一定的保健和疾病预防功能
（Mayne，1996；Giovannucci，2002；Landrum & Bone，2004），因此培育色素含量高的品种成为番
茄育种的一个目标。番茄的果实颜色取决于果皮（外果皮）和果肉（中果皮/内果皮）颜色，一般情
况下，相同的果肉颜色与不同的果皮颜色组合会形成不同的果实颜色，如红色果肉与黄色果皮组合
果实为红色，而与透明果皮组合果实则为粉色（Ballester et al.，2010；李晓蕾 等，2010）；黄色果
肉与黄色果皮组合果实为黄色，而与透明果皮组合果实则为浅黄至白色。但是棕果番茄似乎并不遵
循这一规律，无论果皮颜色是黄色还是透明的，只要果肉中同时含有番茄红素和叶绿素，果实颜色
都显现棕色，只是深浅程度不同，这也是棕果、紫果和黑果被用来描述这一类番茄的原因。本研究
中用的 8 个棕果番茄材料中，3 个果皮颜色为黄色，5 个果皮颜色为透明色，在不考虑番茄红素颜色
的情况下，果肉只有滞绿一种颜色，也证实棕果果实颜色不受果皮颜色的影响。
滞绿突变体由于其容易观察的表型而被广泛用来研究植物的叶片衰老、果实成熟和叶绿素降解
机理（Park et al.，2007；Barry，2009）。根据滞绿、衰老以及光合作用能力之间的关系，可以将滞
绿突变体分为 A、B、C、D 和 E 等 5 种类型（Thomas & Howarth，2000）。番茄 gf 突变体属于 C 类，
是非功能型突变体。在这类滞绿突变体中，叶绿素降解过程受到了抑制，但是植株衰老进程中的其
他环节都是正常的，表明突变位点只影响叶绿素的降解（Akhtar et al.，1999；Bortolotti et al.，2003；
Barry，2009）。gf 突变体是由 SlSGR1 基因突变引起的（Barry et al.，2008），SlSGR1 编码的 STAYGREEN
蛋白在番茄叶片和果实的叶绿素降解中起着重要的作用。最新研究发现，SlSGR1 蛋白可直接作用
于八氢番茄红素合成酶 1（SlPsy1）并影响其活性，从而影响到果实中番茄红素的含量（Luo et al.，
2013）。本研究中观察到，‘OH 88119’与‘Black Cherry’杂交 F1 的果实颜色比红果亲本‘OH 88119’
更红，这可能就是由于 SlSGR1 基因突变，失去了对 SlPsy1 的抑制作用，从而使得 SlPsy1 活性相对
提高，增加了番茄红素的合成。因此，在育种工作中可以考虑采用棕果来提高番茄红素的含量。
番茄基因组测序工作的完成为基因克隆提供了便利，然而基因功能的验证和调控研究依然复
杂，不仅需要复杂的技术，而且需要合适的突变体或转基因材料。番茄在进化和驯化过程中形成了
大量的自然突变体，发掘自然界存在的系列等位突变可以加速基因功能研究的进程。Barry 和 Pandey
（2009）从 26 个被称为棕果、紫果或黑果的番茄地方品种中发现了除 gf 外的 4 个等位基因，其中
gf 和 gf 3 突变占多数，分别为 8 个和 11 个，gf 4 和 gf 5 突变各 3 个，而 gf 2 突变仅 1 个。本研究对 8
个棕果材料的 cDNA 序列进行了分析，发现其中有 4 个材料属于 gf 4，1 个属于 gf 3，3 个属于 gf 2，

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基酸序列推导，证实了 gf 2、gf 3 和 gf 4 突变体都是由于形成新的终止密码子而使得蛋白失去功能。
同时根据基因组 DNA 序列差异设计了 1 个 dCAPS 标记，该标记可同时检测 gf 3 和 gf 4 两个等位基
因，而 Barry 和 Pandey（2009）已经开发了检测 gf、gf 2 和 gf 5 标记，这样 5 个等位基因都有各自的
标记辅助选择体系，为育种中在苗期选择棕果提供了可利用的分子标记。

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