番茄采后易腐爛變質，在運輸、貯藏和銷售過程中造成經濟損失。因此，培育耐儲優質番茄新品種是當前番茄育種的重要目標之一。果皮蠟質是覆蓋在果實最外層的疏水性物理屏障，而改變果皮蠟質的組分和結構能夠影響果皮保水性，從而在延長果實貨架期的同時提升果實品質。
近日，中國科學院武漢植物園高磊團隊在《國際生物大分子雜志》（International Journal of Biological Macromolecules）上在線發表了題為Identification of long-chain acyl-CoA synthetase gene family reveals that SlLACS1 is essential for cuticular wax biosynthesis in tomato的研究論文。該研究通過對番茄長鏈酰基輔酶A合成酶（LACS）基因家族進行系統分析和功能解析，揭示了SlLACS1是番茄表皮蠟質合成的關鍵因子以及SlLACS1在增強番茄抗旱性和延長果實貨架期方面的應用潛力。
C16:0和C18:0短鏈脂肪酸在LACSs作用下形成蠟質合成的前體，是植物表皮蠟質合成過程的限速步驟。該團隊通過全基因組鑒定分析發現番茄存在11個LACS基因，并通過分析該家族基因在番茄不同組織中的表達模式發現SlLACS1同時在番茄果實外表皮和葉片中高表達，暗示SlLACS1參與番茄表皮蠟質的合成。為解析SlLACS1基因的功能，該團隊利用基因編輯技術在番茄中敲除SlLACS1基因，致使葉片表皮蠟質和果皮蠟質含量下降22.5%至34.2%，表明SlLACS1是番茄蠟質合成的關鍵基因。進一步，干旱和失水實驗顯示，SlLACS1基因敲除突變體幼苗對干旱更加敏感，且果實貨架期顯著縮短，證明SlLACS1通過參與表皮蠟質合成，在增強番茄抗旱性和延長果實貨架期方面發揮了作用。
該研究揭示了番茄SlLACS1基因參與番茄蠟質合成的分子機制，為培育耐干旱和耐儲藏番茄新品種提供了分子依據。
研究工作得到國家自然科學基金、中國博士后科學基金以及湖北省的支持。