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果实是植物繁衍后代和维持种族的重要器官,在人类的饮食结构中,它也扮演着至关重要的角色。因此,研究果实发育成熟代谢调控网络,进而掌握果实的发育成熟进程,对于提高果实的营养价值和商业价值具有深远意义。目前,果实的发育成熟的分子研究主要集中在果实的成熟调控网络和机理上,而对于早期果实发育,特别是子房发育的调控机理知之甚少。研究表明,果实的发育成熟是多基因协调控制的结果,大量的基因在子房的发育过程中起着重要作用。这些基因的表达决定了子房的生理生化特性,从而影响了果实的形状、质地和口感等。这些复杂的调控过程说明,挖掘果实早期发育相关调控基因对果实发育成熟调控机理的研究大有裨益。 本研究以番茄(Solanumlycopersicum)为材料,根据本实验室利用酵母双杂交系统筛选出的与RIN蛋白的互作蛋白信息,从数据库中筛选出MADS-box基因家族成员FUL2基因,构建了其超量表达载体,利用转基因功能分析研究了FUL2基因在番茄生长发育调控中的生物学功能,初步研究结果表明该基因在番茄果实成熟和子房发育过程中的重要作用,主要研究结果如下: 1.构建了FUL2超量表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化技术,将该载体转入番茄中,获得番茄转基因材料,通过抗性标记基因NPTII的PCR鉴定,共获得15株转基因植株; 2.利用Real-timeRT-PCR技术,检测了转基因植株中目标基因的表达情况。结果显示FUL2基因在番茄子房和果实各个发育成熟时期中均有表达,但表达量有差异,目的基因在子房中表达量较高,而在果实的破色期表达量最低; 3.应用LC-MS对转基因株系不同发育时期的果实中脱落酸的含量进行了测定,结果显示在转基因番茄中脱落酸含量显著降低,这表明FUL2基因在调控番茄脱落酸合成途径中具有重要作用; 4.应用气相色谱仪测定了转基因株系果实不同发育时期的乙烯释放量,结果表明,转基因株系果实在成熟后期的乙烯高峰比对照株系低;耐贮藏实验结果显示转基因株系果实的失水进程比对照明显减缓; 5.FUL2的超量表达对番茄果实的发育产生了显著影响,体视显微镜观察和石蜡切片结果显示,转基因材料的子房在授粉受精结束后柱头并未正常脱落,最终导致番茄出现了果尖表型; 6.在超量表达转基因材料果实不同发育时期中,果实成熟相关基因RIN显著下调;器官脱落相关基因JNT表达受到影响;激素调控基因SlARF7差异表达。相关结果初步验证了FUL2基因在子房发育和果实成熟中具有调控作用。