S-腺苷高半胱氨酸水解酶（SAHH, EC 3.3.1.1）广泛存在生物体内，可逆地催化S-腺苷高半胱氨酸（SAH）水解生成高半胱氨酸（Hcy）和腺苷（Ado），在体内甲基循环的稳态中发挥着重要作用。作为该酶促反应的底物，SAH有着类似腺苷甲硫氨酸（SAM）的化学结构，是一个潜在的SAM依赖的甲基反应的抑制剂。在植物体中，SAM不仅是乙烯和多胺合成的前体，还是生物反应中重要的甲基供体。因此，SAHH的含量高低对于维持SAM/SAH比例及对应生物学过程具有重要意义。在番茄中，过表达SAHH基因家族成员之一SlSAHH2加速果实成熟，但SlSAHH2基因敲除后的表型尚不明确，且SlSAHH2促进果实成熟的甲基化机制尚未探究。

针对这一科学问题，本研究利用CRISPR/Cas9介导的基因编辑成功建立了三个SlSAHH2敲除突变系（SlSAHH2-CRISPR），并证实了延迟果实成熟的表型。与野生型（WT）相比，大多数成熟相关生理指标（蔗糖、淀粉、可滴定酸、维生素C、番茄红素、叶绿素和类胡萝卜素含量）显著降低。此外，乙烯诱导基因（E4、E8）、乙烯合成基因（ACO1、ACO3、ACS2）和若干成熟相关调控基因（RIN、CNR、TAGL1）的表达下调。结合转录组测序，我们对差异表达基因（DEGs）进行了归类和分析。此外，亚硫酸氢盐测序PCR（BSP）结果表明，与WT相比，SlSAHH2过表达（SlSAHH2-OE）果实中，E4、E8和ACO1基因启动子的甲基化水平升高。在甲基化抑制剂5-氮杂胞苷处理下，E4、E8、ACO1、ACO3和ACS2在SlSAHH2-OE或SlSAHH2-CRISPR果实中的表达分别上调或下调。值得注意的是，5-氮杂胞苷处理的SlSAHH2-OE果实中，E4、E8和ACO1基因的表达比WT更高。因此，本研究阐明了SlSAHH2基因敲除后的番茄果实表型，并对采后耐贮性进行了探究，补充了先前研究，并可以推断，在甲基化和乙烯合成之间的平衡中，SlSAHH2在番茄果实成熟过程更倾向于促进后者。

图：SlSAHH2敲除对番茄果实表型的影响及甲基化机制探究

相关研究以“Fruit Phenotype Analysis of SlSAHH2-CRISPR Tomato and Methylation Mechanism of SlSAHH2 Promoting Fruit Ripening”为题，发表在农业与食品化学领域一区Top期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》，杨璐副教授为论文第一及通讯作者，阚显照教授为共同通讯作者，安徽师范大学为唯一完成单位。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c05207