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植物体作为固着物在生长发育期间会受到诸多非生物胁迫因素的影响。随着工业化的发展,大量温室气体排放导致环境温度在不断提高。这些使大量植物不得不通过改变自身遗传调节机制来提高对恶劣环境的耐受性,以此增加存活率。而植物提高自身在胁迫环境下耐受力的主要方式是通过DNA甲基化等表观遗传手段。DNA甲基化主要是在甲基转移酶的催化下修饰基因组DNA来响应外界环境的胁迫,其中参与植物中DNA甲基化起始的主要DNA甲基转移酶是DRM2。DRM2在植物耐受性方面的研究较为全面,比如拟南芥DRM2在盐胁迫耐受性的研究中,结果表明DNA甲基转移酶可能间接促进纤维素合成酶的表达进而调控纤维素合成的水平,最终赋予拟南芥盐胁迫的耐受性。在茶树也有类似的发现,通过改变Cs DRM2基因的表达水平使得基因组甲基化发生变化,以此参与茶树对低温胁迫的响应。本研究通过NCBI数据库,在番茄(Solanum lycopersicum)中发现了一个与拟南芥胞嘧啶甲基转移酶DRM2同源性较高的序列,即SlDRM2L。通过Gen Bank(登录号NM＿001246974)获得番茄DNA甲基转移酶SlDRM2L基因的c DNA全长序列。经生物学信息技术分析了番茄SlDRM2L蛋白结构域、理化信息并完成了三维结构的预测。与此同时,通过搜索番茄SlDRM2L基因编码的蛋白质序列在其他物种中的同源序列分析蛋白保守域和亲缘性。通过这些生物信息我们了解到SlDRM2L是由603个氨基酸组成的亲水性蛋白,且与烟草的亲缘关系最近。以野生型番茄作为模式植物进行分子层面的研究,利用荧光定量PCR分析该基因在番茄组织中的表达模式,结果表明SlDRM2L基因在所有组织中均有表达,其中叶和花的表达量相对来说最高。利用烟草瞬时表达系统将构建绿色荧光表达载体p BI121-SlDRM2L-GFP进行亚细胞定位实验,通过激光共聚焦显微镜观察得知SlDRM2L蛋白定位于细胞核中。在遗传转化方面,我们通过构建了基因沉默(RNAi)表达载体,利用农杆菌介导的遗传转化技术和植物组织培养得到转基因下调阳性植株。经游标卡尺和分析天平测量RNAi转基因及野生型果实发现RNAi转基因果实相对于野生型来说较小、较轻。分析野生型和转基因番茄材料中MuDR转座子的甲基化水平,发现SlDRM2L下调转基因植株中MuDR转座子的甲基化水平明显要低于野生型番茄,说明SlDRM2L的下调会影响植株的甲基化水平,由此我们可以进一步推测SlDRM2L是参与DNA甲基化的DNA甲基转移酶。有研究报道,在高温环境下,植物DNA甲基化水平会受到高温胁迫的诱导,甚至会调节植物的繁殖力。因此在生物学特性探究中,我们还分析了高温处理是否影响番茄DNA甲基转移基因SlDRM2L的转录水平。在高温处理(39℃,4 h)后,番茄SlDRM2L的基因转录水平明显提高,由此说明SlDRM2L介导的DNA甲基化可能受高温诱导。同时还通过RT-PCR实验分析转基因植株中高温响应途径相关基因(HSP21)的表达上调,这表明SlDRM2L可能是介导HSP21发生DNA甲基化修饰的DNA甲基转移酶,即番茄中SlDRM2L可能通过修饰调控HSP21基因来参与响应高温胁迫。这些分子生物学实验对深入了解和研究SlDRM2L分子机制及生物学功能具有重要意义。为发现SlDRM2L在植物生长发育中的作用提供了相关的科学依据,为深入研究SlDRM2L的功能奠定了理论基础。