番茄（Solanum lycopersicum）逐渐成为人们生活不可或缺的蔬菜之一,人们对番茄也越来越喜爱。番茄的适应性特别强、栽培方式多种多样、各个季节的产量都很高、营养价值也十分丰富并且具有较受欢迎的特殊风味,因此它是世界农业蔬菜栽培的主要种类之一。番茄果实发育及成熟是一个十分复杂的生理生化过程,这一过程需要由多个机制进行联合调控。ARF（Auxin Response Factor）是响应生长素信号的转录因子,其直接影响着植物体各组织各部位中的生长素的传导,ARFs可以与靶基因启动子区域的生长素反应原件相结合,激活靶基因的转录表达,对果实的生长发育以及果实品质发挥着重要的作用。的试材主要为番茄AC品系,通过对其生理指标以及转录组的测定,观察SlARF3对番茄果实品质有何功能性的作用。已经有一些ARFs已经被证实参与着植物果实的形成和发育过程,并发挥着及其重要的作用。在设施番茄的栽培中,若开花结果期的温度过高或温度过低,番茄会发生授粉不良或落花落果等不良现象,会直接影响番茄产量以及畸形果的数量,严重影响了番茄的果实品质和产量。前人的研究表明,ARF4、ARF7、ARF8、ARF9、ARF10等基因在影响番茄的果实品质中发挥着十分重要的作用,如SlARF4的表达下调使番茄果实发育早期阶段叶绿素的大量积累,产生深绿色的果实,并对果实发育进程中糖的积累起到关键性作用;SlARF7在番茄坐果中起到一定的负调节作用,当SlARF7基因沉默以后,番茄可以在没有经过授粉的情况下形成单性结实;SlARF8的特异性表达可以促进番茄果实单性结实;番茄的坐果期以及早期果实发育的过程中SlARF9的差异表达对番茄果实的细胞分裂起负调控作用;SlARF10通过调控番茄果实中淀粉合成相关酶的表达,正向调节了番茄果实中糖类物质的积累。根据番茄进化树可知,ARFs家族成员之一,对比其序列发现,SlARF3与SlARF4是高度同源基因,SlARF4在番茄果实中表达最高,对果实的糖积累起一定的调节作用,因此推测SlARF3在番茄果实发育过程中也会具有重要的调节作用。SlARF3具有典型的ARF保守结构域:B3-DNA结构域、ARF结构域,AUX/IAA结构域,初步表明SlARF3属于ARFs家族。采用番茄基因表达数据库在线分析以及定量PCR技术分析SlARF3基因的表达情况,发现该基因在番茄不同组织和器官如下胚轴、子叶、幼叶、幼芽、成熟叶片、根、开花时的花、开花后10d的果实、开花后20d的果实、成熟果实中均有表达,其中发现SlARF3在幼芽以及发育中和成熟时果实中表达量较高,在其他组织中表达量较低,这就表明SlARF3基因可能在番茄果实的发育及成熟过程起到重要的作用。为了明确SlARF3基因在果实发育过程中的功能,构建该基因的CRISPR-Cas9转化植株,进行栽培和筛选后,获得了T3代纯合突变体植株,通过观察以及试验中发现突变体植株的成熟果实在大小以及可溶性糖、有机酸、糖酸比等数据中与对照植株存在显著的差异。结果显示该基因对果实大小、糖和有机酸均有着影响,但对有机酸的影响极为显著,随后利用转录组分析了番茄果实糖和有机酸代谢途径中相关基因的变化以及差异表达的情况,筛选出了25个差异表达上调的基因,其中Solyc01g106480、Solyc06g083790、Solyc06g069530、Solyc12g014180在有机酸苹果酸的代谢途径中发挥了重要的作用,进行了PCR验证后证实了转录组数据的可靠性,这表明SlARF3基因在番茄果实发育中通过影响苹果酸代谢途径的相关基因表达,能够促进果实中有机酸的大量积累,进而影响果实的糖酸比,最终影响了番茄的风味品质。综上所述,本试验以番茄‘AC’为研究对象,进行了SlARF3敲除植株的构建,初步分析了SlARF3在番茄果实发育有机酸积累和代谢过程中的作用,结果表明SlARF3作为番茄ARFs家族成员之一,在果实发育过程中有机酸含量的变化发挥着极其重要的作用,SlARF3可以通过控制有机酸代谢途径中苹果酸代谢相关基因的表达,最终促进番茄果实中有机酸的积累,明确了ARFs在番茄果实中有机酸代谢途径的作用,为科学改良番茄品质和口感等问题提供了理论依据。