The fruit ripening developmental program is specific to plants bearing fleshy fruits and dramatically changes fruit characteristics, including color, aroma, and texture. The tomato (Solanum lycopersicum) MADS box transcription factor RIPENING INHIBITOR (RIN), one of the earliest acting ripening regulators, is required for both ethylene-dependent and -independent ripening regulatory pathways. Recent studies have identified two dozen direct RIN targets, but many more RIN targets remain to be identified. Here, we report the large-scale identification of direct RIN targets by chromatin immunoprecipitation coupled with DNA microarray analysis (ChIP-chip) targeting the predicted promoters of tomato genes. Our combined ChIP-chip and transcriptome analysis identified 241 direct RIN target genes that contain a RIN binding site and exhibit RIN-dependent positive or negative regulation during fruit ripening, suggesting that RIN has both activator and repressor roles. Examination of the predicted functions of RIN targets revealed that RIN participates in the regulation of lycopene accumulation, ethylene production, chlorophyll degradation, and many other physiological processes. Analysis of the effect of ethylene using 1-methylcyclopropene revealed that the positively regulated subset of RIN targets includes ethylene-sensitive and -insensitive transcription factors. Intriguingly, ethylene is involved in the upregulation of RIN expression during ripening. These results suggest that tomato fruit ripening is regulated by the interaction between RIN and ethylene signaling.

The tomato (Solanum lycopersicum) MADS box FRUITFULL homologs FUL1 and FUL2 act as key ripening regulators and interact with the master regulator MADS box protein RIPENING INHIBITOR (RIN). Here, we report the large-scale identification of direct targets of FUL1 and FUL2 by transcriptome analysis of FUL1/FUL2 suppressed fruits and chromatin immunoprecipitation coupled with microarray analysis (ChIP-chip) targeting tomato gene promoters. The ChIP-chip and transcriptome analysis identified FUL1/FUL2 target genes that contain at least one genomic region bound by FUL1 or FUL2 (regions that occur mainly in their promoters) and exhibit FUL1/FUL2-dependent expression during ripening. These analyses identified 860 direct FUL1 targets and 878 direct FUL2 targets; this set of genes includes both direct targets of RIN and nontargets of RIN. Functional classification of the FUL1/FUL2 targets revealed that these FUL homologs function in many biological processes via the regulation of ripening-related gene expression, both in cooperation with and independent of RIN. Our in vitro assay showed that the FUL homologs, RIN, and tomato AGAMOUS-LIKE1 form DNA binding complexes, suggesting that tetramer complexes of these MADS box proteins are mainly responsible for the regulation of ripening.