裂果是番茄生产中经常遇到的一个难题。裂口的发生会加快果实水分流失,缩短贮藏和运输时间,并严重影响其外观品质和商品价值,同时为病原菌提供入口侵入果实,给种植者和经营者造成严重地经济损失。番茄裂果是一个数量性状,由不同的基因控制,其遗传机制极为复杂,至今尚无裂果基因被精细定位或图位克隆。因此,精细定位番茄裂果基因,不但有助于阐明番茄果实发育的分子机制,而且对指导番茄抗裂果育种也具有重要意义。在本课题组所构建的野生番茄潘那利Solanum pennellii(LA0716)渐渗系中,发现了一类番茄果实表型变异的株系,其特征是果实表皮微裂呈网状(epidermal reticulation,ER)。本研究利用石蜡制片、扫描电镜等方法鉴定了番茄果实表皮网裂的表型;对ER4.1基因进行了精细定位;同时分析了网裂果皮转录组的动态变化。其主要研究结果概括如下:1、番茄ER植株的果实在23DAP(days after pollination)时,果皮开始出现微裂;至绿熟期,裂纹已交错呈网状分布于整个果实表面。通过组织形态学观察发现,番茄果实角质层随果实发育而增厚,但ER与正常果实(wild type,WT)相比,其角质层厚度没有显著差异。网裂果实的表皮角质层断裂、不连续,致使果实严重脱水,属于番茄裂果中的角质层开裂(cuticle cracking,CC)。2、遗传分析结果表明,番茄果实表皮网裂性状受一个显性位点控制。首先,利用渐渗系全基因组分子标记分析,将ER4.1基因位点初步定位于4号染色体末端,然后通过分离群体中4400多个单株将其精细定位于分子标记InDel4-82至染色体末端之间,其物理距离为300kb,此区间可能存在重组抑制,根据国际番茄基因组注释小组ITAG2.40版本,该区域编码52个基因。3、利用转录组数据对定位区间内52个预测基因的表达水平进行分析,结合基因功能注释分析,推测Solyc04g082540、Solyc04g082950、Solyc04g082630和Solyc04g082910可能是ER4.1候选基因。4、对网裂和正常植株果实两个不同时期(15DAP和23DAP)的果皮转录组进行分析,当p值≤0.01时,共筛选到4478个差异表达基因(DEG),其中2720个基因在15DAP时期差异表达,2621个基因在23DAP时期差异表达,863个基因在两个时期都有差异。通过GO(Gene Ontology)注释分析,发现大部分差异表达基因被富集到非生物响应、光合作用、激素响应、代谢过程、伤害应答等生物学过程。此外,还分析了番茄果实角质层成分(如角质、蜡质和类黄酮)合成途径中基因表达的变化,发现在ER果皮中,蜡质的成分烷烃和萜类化合物合成基因表达水平升高,醇类合成途径中基因表达下降;黄酮类生物合成途径中的关键酶基因CHS在15DAP ER果皮中表达上调,Rutin合成途径中的基因表达也同样上调。本文对番茄网裂果实表型、遗传定位及转录组的分析研究,对于番茄品质育种具有较大的意义。