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组蛋白去乙酰化是组蛋白修饰作用中的一种,是表观遗传中一种非常重要的手段。组蛋白去乙酰化与DNA复制、转录、DNA损伤修复、基因沉默、细胞分化以及细胞周期相关。在染色质中,组蛋白的去乙酰化不仅可以稳定核小体的结构,而且能恢复DNA与组蛋白之间的作用,进而阻碍DNA和参与调控的蛋白之间的特异性结合。在去乙酰化作用中起催化作用的主要是组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs),它能将乙酰基从组蛋白末端的赖氨酸残基移除,从而促进组蛋白与沉默子的相互作用,发挥转录抑制作用。组蛋白去乙酰化酶基因不仅在植物生长发育过程中起重要作用,而且在激素处理以及非生物胁迫过程中发挥着重要作用。近几十年来,组蛋白去乙酰化在拟南芥和水稻中的功能研究较多,但是番茄中去乙酰化酶基因的研究报道很少。本研究中,我们以番茄Solanum lycopersicum Mill.var.Ailsa Craig(AC++)为研究材料,对HDACs家族的SlHDA5基因进行了研究,主要研究内容及结果如下:(1)根据茄科基因组库中SlHDA5的序列号Solyc08g065350,得到该基因的氨基酸序列,长度为347aa。将该基因的氨基酸序列和拟南芥中功能已知的HDACs基因蛋白序列比对发现,该蛋白和其他已知蛋白一样都含有一个HDAC结构域;系统发育树分析表明,SlHDA5与拟南芥At HDA2具有较高的同源性,推断该目的基因属于RPD3/HDA1家族中的III类;(2)SlHDA5基因在野生型番茄中的组织表达模式分析表明,该基因在根中表达量较高,在叶片发育过程中表达量增加,同时随着果实的发育成熟,该基因呈现上升趋势,表明该基因可能参与果实成熟过程;(3)激素(ABA、SA、Me JA和IAA)处理野生型番茄幼苗,经实时定量PCR分析,结果表明SlHDA5在外源ABA和MeJA的诱导下表达量明显上调,而在SA和IAA的诱导下表达量变化不明显,表明该基因可能参与ABA和MeJA的调控过程;(4)非生物胁迫(高温、低温、脱水和盐)处理野生型番茄幼苗,实时定量PCR结果表明,SlHDA5在高温、盐和脱水处理下表达量上升较明显,在低温处理下表达量上升不明显,说明SlHDA5基因可能参与这些非生物胁迫响应;(5)利用RNA干扰技术,我们构建了SlHDA5基因的沉默载体SlHDA5-RNAi,采用农杆菌侵染转化野生型番茄子叶方法,筛选获得转基因番茄阳性植株,后期种入田间观察转基因番茄的叶片和果实与野生型番茄并无明显差别;(6)转基因T1代阳性株系干旱和盐胁迫处理发现,干旱处理的转基因株系比同处理的野生型番茄更早出现萎蔫失水的现象;检测相关生理指标发现转基因株系中叶片的叶绿素含量和相对含水量较同处理的野生型降低,而丙二醛含量较野生型升高。同时检测盐处理24h和48h后转基因株系根中胁迫相关基因的表达,发现PR1和TAS14的表达量明显低于野生型番茄;此外盐水浸泡转基因株系以及野生型番茄的叶片四天后发现,转基因株系叶片较野生型退绿更明显,检测发现转基因株系中叶片的叶绿素含量较同处理的野生型降低,说明SlHDA5基因沉默导致番茄抵抗干旱和盐胁迫的能力下降;(7)转基因T1代幼苗盐和ABA敏感性实验发现,转基因幼苗的生长受到抑制,根和茎的长度较野生型的短,说明SlHDA5基因沉默导致番茄T1代幼苗对盐和ABA的敏感性增加。综上所述,SlHDA5基因是RPD3/HDA1家族中的III亚类的成员并且在根、萼片、花以及成熟果实中表达量较高;该基因的表达受ABA、MeJA、盐、高温和脱水等因素的诱导;另外番茄中沉默SlHDA5基因导致转基因T1代阳性植株的抗旱抗盐能力下降,同时转基因番茄T1代幼苗对盐和ABA胁迫的敏感性增加。以上结果表明,SlHDA5基因可能参与了干旱和盐胁迫响应。