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逆境胁迫包括干旱、高盐、低温、伤害等,严重影响植物的正常生长发育过程,甚至可能导致植物死亡。植物在适应环境的过程中,产生了一系列复杂的抵抗和适应逆境胁迫的机理机制。了解这些作用机制,能为利用基因工程手段改良作物抗性提供理论基础。番茄（Solamum lycopersicum）作为世界普遍栽培的重要果蔬之一,也作为植物科学研究中的重要的模式植物之一,在栽培过程中,常常遇到各种非生物胁迫因子影响,导致番茄减产。因此,利用番茄揭示植物的抗逆机制,获得抗逆的新品种具有重要的理论意义和实用价值。bZIP（basic region/leucine zippermotif,bZIP）是一类广泛存在于真核生物中的转录因子家族,主要参与调控植物逆境应答、生长发育等生理生化过程,包括植物生长、衰老、花发育、损伤、果实成熟、种子成熟、非生物胁迫等。在番茄基因组中,预测存在70个bZIP转录因子。研究结合前期基因芯片分析结果,通过生物信息学分析,分离并克隆了番茄的SlbZIP38基因,推测其在番茄的非生物胁迫过程中发挥着作用。虽然bZIP家族基因在其他物种中已有很多相关研究,然而番茄的bZIP家族相关基因却鲜有报道。本论文以SlbZIP38基因为研究对象,利用植物转基因技术和分子生物学手段,从表型、生理生化和分子水平展开研究,阐明了SlbZIP38基因在番茄抗旱、耐盐中的作用机理,为利用基因工程技术改良番茄的抗逆性提供科学依据。主要研究结果如下:（1）目的基因的获得以及生物信息学分析利用高保真酶,通过体外扩增,克隆得到SlbZIP38基因的CDS序列,并对其核酸序列、氨基酸序列、蛋白同源性、启动子区域、亚细胞定位进行分析,结果表明SlbZIP38含有一个bZIP结构域、一个由52个氨基酸组成的基础结构域（N-x7-R/K-x9）和DOG1（DELAY OF GERMINATION1）结构域,与4个响应逆境应答基因（玉米的ZmbZIP72、大豆的GmbZIP132和GmbZIP78、紫花苜蓿的MsbZIP）的蛋白序列聚类在一起,其中与玉米的ZmbZIP72的氨基酸一致性高达80.4%。SlbZIP38基因启动子区域含有光响应元件、防御与胁迫响应等元件,并且定位在细胞核内。表明SlbZIP38是一个典型bZIP家族转录因子,可能参与响应逆境应答。（2）诱导因素的分析在对野生型番茄植株进行外源激素（ABA、GA、Eth、SA、JA）和逆境胁迫（盐胁迫、干旱胁迫、离体伤害胁迫、淹水胁迫）处理中,定量PCR结果表明SlbZIP38基因的表达受干旱、淹水、温度、伤害等非生物胁迫的诱导,其中受ABA、干旱胁迫和盐胁迫的调控更为显著。此外,SlbZIP38基因在番茄野生型AC++和番茄果实成熟突变体rin、nor、Nr中表达差异明显,推测SlbZIP38可能受乙烯信号途径和非乙烯信号途径的调控,与番茄果实成熟有重要的关系。（3）获得超表达和沉默表达的转基因材料利用根癌农杆菌介导的方法,将构建的CaMV35S启动子驱动的超表达载体和CRISPR/Cas9沉默表达载体分别转入野生型番茄基因组中。qRT-PCR分析结果表明,14个转基因超表达阳性株系中,有6个株系的SlbZIP38基因表达水平较野生型显著上调。对CRISPR/Cas9基因编辑突变位点片段的测序分析表明,CRISPR/Cas9突变的A位点的14个阳性植株中,有2个株系是纯合株系,B位点的3个株系均为杂合株系,而C位点的2个株系均为杂合株系。（4）对外源ABA的敏感性鉴定将获得的超表达转基因纯化材料进行外源ABA（3μM、10μM）敏感性鉴定,结果发现相同浓度ABA处理后,转基因材料的茎和根的长度显著比野生型短,表明转基因材料较野生型对外源ABA更敏感。（5）抗旱性鉴定及分析将获得的超表达转基因纯化材料进行抗旱性鉴定和生理指标测定,结果表明经过干旱7d后,超表达转基因株系的抗旱性相比野生型降低,其MDA含量升高,脯氨酸和叶绿素含量降低。对SlbZIP38基因可能参与调控的信号通路的相关基因表达水平分析发现,ABA合成酶基因（SlNCED）、ABA途径下游正调控基因（SlTAS14、SlAREB1）的表达水平均降低。在番茄的干旱胁迫中,SlbZIP38在ABA信号转导途径的下游起负调控作用,降低了番茄的抗旱性。（6）耐盐性鉴定及分析将获得的超表达转基因纯合材料进行耐盐性鉴定和生理指标测定,结果表明经过400mM NaCl处理5d后,同野生型相比,超表达转基因株系的耐盐性降低,其MDA含量升更高,脯氨酸和叶绿素含量降低。对SlbZIP38基因可能参与调控的信号通路的相关基因表达水平进行分析发现,ABA信号途径相关基因（SlPP2C2、SlNCED、SlTAS14、SlAREB1）中,只有SlAREB1的表达趋势是与干旱胁迫下一致的,SlPP2C2、SlNCED和SlTAS14的表达量在盐胁迫处理后有所增加,与干旱不同的是,超表达植株比野生型增加得更显著。SlbZIP38基因在盐胁迫条件下的作用机理与干旱胁迫条件下不完全一致。对盐胁迫处理后的转基因和野生型样品进行RNA-seq测序分析,发现共有99个表达差异基因,其中有43个基因上调表达,56个基因下调表达。通过对这些差异基因进行分析,发现SlbZIP38基因主要通过下调两类基因（脯氨酸富集蛋白基因和蛋白酶抑制剂基因）来响应高盐胁迫的。（7）蛋白互作分析为了从蛋白水平解析SlbZIP38基因的作用机制,利用本实验室保存的番茄酵母双杂交文库进行了酵母双杂交筛选,获得了25个SlbZIP38的互作蛋白,通过对互作蛋白基因的功能进行分析,结果表明这些互作蛋白基因涉及逆境胁迫蛋白基因、病原菌防御基因、泛素途径相关基因、生长调节基因、糖分积累基因、果实成熟基因等。