摘要
番茄(Solanumlycopersicum）由于转基因技术的成熟、外加栽培周期短、果实营养丰富等因素，使之成为蔬菜领域研究的重要作物之一。果实作为番茄的产品器官，果实的大小将直接影响番茄产量;同时，果形不仅一种重要农艺性状，也是一种重要的商品性状，因此，进一步探究番茄果实发育显然对蔬菜遗传育种具有重要意义。bHLH(basichelix-loop-helix)转录因子家族成员功能强大，作用领域广泛。本研究通过反向遗传学等方法解析了SlbHLH73在果实发育过程中的功能机制，为bHLH转录因子如何影响番茄果实发育提供一定见解。其具体研究结果如下: 1.SlbHLH73属于番茄的bHLH转录家族的第17亚家族，有6个保守motif,除了经典的bHLH结构域，还存在ACT-bHLH结构域。启动子区域的结合元件分析发现:SlbHLH73不仅具有防御和胁迫响应元件，还有与分生组织表达相关的响应元件。组织表达显示SlbHLH73在果实发育早期高表达，且随果实发育逐渐降低。双荧光素酶和酵母单杂交实验证实，SlbHLH73具有转录激活活性。亚细胞定位结果显示，SlbHLH73定位于细胞核。 2.通过野生型的番茄材料(Solanumlycopersicumcv.AilsaCraig)创制SlbHLH73的基因编辑株系(后续简称SlbHLH73CR)和两个不同启动子的过表达株系(后续分别简称为OEproSlbHLH73和OE35S)，对不同株系红熟果实的相关指标测量发现:敲除SlbHLH73后，番茄果实变小变扁，单果重下降;过表达SlbHLH73的果实变大，单果重增加。绿熟期中果皮切片观察发现:各株系之间细胞层数之间无显著差异，而SlbHLH73CR和OEproSlbHLH73的单位面积细胞数量都显著多于WT。同时，还发现SlbHLH73CR的果实隔膜处出现明显凹痕，这些凹痕在果实发育的大部分阶段都存在，尤其在果实膨大期最为明显;果实进入成熟期后，凹痕会逐渐变浅或者消失。对红熟番茄果实横切面的相关数据进行统计后发现:SlbHLH73CR果实隔膜处的凹痕可能由隔膜面积的剧烈变化所引起的;OEproSlbHLH73果实增大则可能与心室体积变大有关。进一步探究隔膜凹痕形成的原因时发现:SlbHLH73CR凹痕的形成与果实早期发育心皮合生无明显关系，而是由后天隔膜细胞膨大异常有关，SlbHLH73CR果实大小及形态的改变后还在一定程度上影响到种子的发育。 综上所述得出:敲除SlbHLH73后细胞膨大被抑制，过表达SlbHLH73果实细胞膨大也被抑制，但却促进了隔膜的细胞分裂。即SlbHLH73通过调控番茄果实细胞发育进程来影响番茄果实大小和形状。
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