马铃薯(Solanum tuberosum L.)是继玉米、水稻和小麦之后的第四大作物,是重要的粮蔬两用作物。马铃薯的块茎是其繁殖、储藏及产品器官,研究马铃薯的块茎形成,对提高马铃薯产量具有重要意义。块茎形成受到多种因素的调控,包括光照、温度、蔗糖、氮素以及植物激素等。以往的研究发现,在块茎形成过程中ABA含量增加,外源施加ABA,促进块茎的形成,但更深入的研究未见报道。为了进一步研究ABA对块茎形成的作用,本实验室克隆了 ABA合成过程中关键酶基因StNCED2,以及ABA代谢过程中关键酶基因StCYP707A1,并成功获得了马铃薯过表达StNCED2株系和过表达StCYP707A 1株系。本文以过表达StNCED2马铃薯株系和过表达StCYP707A1马铃薯株系为材料,分析了 ABA与马铃薯块茎形成之间的关系,具体结果如下:盆栽试验表明,与对照相比,过表达StNCED2株系的平均单株产量及块茎的平均重量显著增加,而过表达StCYP707A1株系显著减少。对ABA和GA3含量检测显示,与对照相比,过表达StNCED2株系中ABA含量增加,GA3含量减少,过表达StCYP707A1株系ABA含量降低,GA3含量增加,这个结果说明ABA含量与块茎的产量呈正相关,GA含量与ABA互为拮抗。进一步分析了转基因系中StGA3ox2、StGA20ox1 和 StGA20ox3基因的表达量,发现过表达 StNCED2 株系中StGA3ox2、StGA20ox1和StGA20ox3的表达量降低,而过表达StCYP707A1株系表达量增加,提示ABA抑制了马铃薯StGA3ox2、StGA20ox1和StGA20ox3的表达,从而进一步抑制了 GA的合成,促进了块茎的形成。