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番茄是世界上最重要的经济作物之一,因为其果实多层次的口感和丰富的营养元素深受大家的欢迎。但番茄作为喜温性茄果类,一旦遭遇低温胁迫就会造成品质受损、产量下降等伤害,带给种植者不可估量的经济损失。小热激蛋白(small heat shock proteins,sHSP),是一类植物遭受高温、低温、盐碱、机械损伤等生物、非生物胁迫时产生的能够对植物起到保护作用的蛋白。sHSPs不仅在热胁迫等逆境下具有保护细胞的分子伴侣属性,而且一些sHSPs在果实发育、冷藏期间以及冷藏后的恢复过程起重要作用,但sHSPs在果实发育中的确切作用及耐冷的分子机制目前还不清楚。本研究以阐明定位在细胞质中的ClassI小热激蛋白17.7(ClassI small heat shock protein 17.7,CI-HSP17.7)基因在低温胁迫下的功能为研究目标,通过对耐低温型克梅留斯基番茄(Solanum chmielewskii)和低温敏感型Moneymaker番茄果实成熟时期CI-HSP17.7的表达特点分析,进一步构建CI-HSP17.7基因的RNA干扰载体和过表达载体,并进行遗传转化及转基因植株的表型鉴定,主要研究结果如下:1)采用实时定量PCR技术分析CI-HSP17.7在两种糖积累型番茄中的表达差异,结果显示:在蔗糖积累型克梅留斯基番茄绿熟时期、己糖积累型Moneymaker番茄转色时期表达量最高。2)利用Gateway技术将PCR产物与中间载体pENTR/D-TOPO连接形成pENTR/D-TOPO-CI-HSP17.7载体,检测正确后将pENTR/D-TOPO-CI-HSP17.7载体与最终载体体pB7GWIWG2(I)进行LR反应,然后转化大肠杆菌和农杆菌,测序成功后得到CI-HSP17.7沉默载体。利用农杆菌介导的叶盘转化法建立克梅留斯基沉默遗传转化体系,经过鉴定获得阳性转基因株系即RNAi株系70株。利用限制性内切酶BgIII和BstEII构建过表达载体pCAMBIA3301-CI-HSP17.7,然后进行农杆菌转化。利用农杆菌介导的叶盘转化法建立Moneymaker番茄过表达遗传转化体系,经过鉴定获得阳性转基因植株即OE株系55株。3)分别取30个相同时期的转基因果实和正常果实,进行果实横径和纵径的测量,与对照组相比RNAi果实的横径、纵径、重量都有明显的减少,而OE果实与对照组相比横径、纵径、和重量有小幅度上升。4)通过对低温处理下两组果实中CI-HSP17.7基因表达量分析可知:当对正常果实进行低温处理时,果实中CI-HSP17.7基因含量会增加并且随着处理时间的增加会有上升的趋势,对于RNAi果实来说CI-HSP17.7基因表达量不仅比正常果实低而且在遭遇低温时表达量改变不大,而对于OE果实来说其CI-HSP17.7基因表达量比正常果实高而且在遭遇低温处理后表达量上升趋势更加明显。这说明低温可以诱导CI-HSP17.7基因含量的上升。5)低温处理克梅留斯基番茄后,正常果实中三种可溶性糖含量变化明显,其中蔗糖含量明显上升而果糖葡萄糖含量明显下降,说明克梅留斯基番茄通过积累蔗糖来抵抗低温胁迫。RNAi果实三种可溶性糖含量对比于正常果实下降明显。低温处理后RNAi果实,三种可溶性糖含量对比于正常果实下降明显但是低温处理后变化趋势不明显,蔗糖没有积累过程。这说明RNAi番茄耐低温性下降。OE番茄三种可溶性糖含量相比于对照组正常番茄都有所上升,低温处理下正常番茄果实果糖葡萄糖含量上升而蔗糖含量下降,这说明Moneymaker番茄通过积累果糖和葡萄糖来抵抗低温胁迫。而对于OE番茄低温处理后三种可溶性糖含多于正常果实,而且果糖和葡萄糖积累趋势更加明显,这说明OE番茄耐低温性增加。通过分析两组转基因番茄低温胁迫下糖含量的变化可以说明CI-HSP17.7基因对低温胁迫存在响应,CI-HSP17.7基因可能提高果实的耐寒性。