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番茄(Solanum lycopersicum)是栽培较为广泛的喜温蔬菜之一,在北方栽培过程中经常遭受低温胁迫,尤其是设施冬春茬栽培更是如此。低温胁迫可导致番茄落花落果,严重影响番茄产量。生长素是影响植物花器官脱落的关键激素之一,YUCCA(YUC)家族作为生长素生物合成途径中的关键基因,其功能虽在拟南芥中已有较深研究,但在番茄中的研究报道较少,特别是在番茄花器官脱落中更未见研究报道。本研究采用生物信息学方法,分析鉴定了番茄生长素生物合成途径中的关键基因家族YUC/FZY,并对该家族基因进行亚细胞定位及顺式作用元件预测分析;进而采用qRT-PCR技术,分析了番茄不同部位FZY基因的表达模式,且采用VIGS技术研究在番茄花器官表达的基因对花柄脱落的影响;在此基础上,对番茄进行昼夜低温(16/6℃)和低夜温(25/6℃)胁迫处理,测定该家族在低温下的表达模式,并观察花粉发育情况、调查脱落率和坐果率,从而验证低温胁迫是否通过调控生长素合成途径导致番茄落花落果。主要研究结果如下:采用生物信息学分析方法,明确了编码番茄生长素合成的基因家族成员。在番茄基因组网站找到了可能编码黄素单加氧酶FZY基因家族成员,通过DNAMAN发现其中9个含有位于FAD和NADPH之间的标志性结构域WL(I/V)VATGENAE,三个功能结构域分别位于motif 5,7,2中。系统进化树分析表明番茄FZY家族与拟南芥中YUC家族关系较近。对番茄FZY家族进行亚细胞定位预测发现,其中8个可能在细胞质中,另1个在叶绿体中。通过启动子顺式作用元件分析发现,番茄中该基因家族所有成员的启动子上均含有光响应元件,表明它们对光信号具有敏感性;只有SlFZY4-2,SlFZY5,SlFZY7的启动子上含有低温响应元件。明确了番茄花粉发育初期是低夜温(25/6℃)影响坐果率的关键时期。通过qRT-PCR分析发现SlFZY2,3,4-1,5在花器官中表达量较高。地下部表达水平最高的为SlFZY3,茎和叶中SlFZY5表达量最高,幼果中SlFZY4-2表达量最高。在番茄花蕾期进行16/6℃的低温处理提高了番茄花器官脱落率。对16/6℃和25/6℃低温处理番茄幼苗分析发现:雄蕊中部分生长素合成基因表达量升高,而雌蕊中表达量下降,并且降低了花粉活力和花粉萌发率。低夜温处理番茄降低了坐果率并且导致单性结实,在花粉发育期进行低夜温处理降低坐果率明显,开花后即花粉成熟后影响较小。采用VIGS技术,明确了Slfzy3和Slfzy5是影响番茄花器官脱落的关键基因。通过沉默花器官表达量较高的SlFZY2,3,4-1,5,发现番茄Slfzy2和Slfzy4沉默植株(pTRV-Slfzy2和pTRV-Slfzy4)的花柄脱落率与野生型没有明显差异,当同时沉默Slfzy2,4(pTRV-Slfzy2,4)时,在去花8 h后的花柄脱落率极显著高于对照,说明番茄FZY基因家族功能存在冗余。番茄Slfzy3和Slfzy5(pTRV-Slfzy3和pTRV-Slfzy5)沉默植株的花柄脱落率在8 h极显著高于对照,10 h显著高于对照,并且比对照提前完成全部脱落。在番茄花粉发育初期进行低夜温(25/6℃)处理后,取开花期的雄蕊进行高通量转录组测序。低夜温处理下,番茄雄蕊中共有94个差异基因,其中8个上调,84个下调。通过KEGG分析发现有3个基因富集在植物激素信号转导通路上,分别是Solyc07g043580,Solyc06g048600和Solyc06g048930,夜间低温处理后这三个基因均下调。有2个基因富集在MAPK信号通路上,分别是Solyc06g005170,Solyc09g014990,分别编码SlMAPK3,SlWRKY33,这两个基因的表达水平均下调。