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在植物中,小热激蛋白（sHSPs）是含量最丰富、分布最广泛的热激蛋白,其保守的结构特征是在细菌和真核生物分化之前进化而来的。sHSPs作为分子伴侣,有助于抑制蛋白质聚集、细胞骨架蛋白动力学、细胞生长、转录、分化等在内的多种不同的细胞进程。研究表明,番茄中SlHSP20基因簇在同一条染色体47.54Mb区域上串联重复排列,具有高度同源性,但其5’-UTR中顺式作用元件不同,共表达分析显示基因簇的互作基因也各不相同。本研究通过在低温胁迫下SlHSP20基因簇的表达分析,发现其中SlHSP17.6A对番茄响应低温胁迫具有重要作用。以上研究结果为进一步分析番茄sHSPs基因的进化起源及其功能奠定了基础。主要研究结果如下:（1）根据番茄SlHSP20基因簇成员染色体定位可知,在番茄第6条染色体上存在4个串联重复片段（SlHSP17.6A、SlHSP17.6B、SlHSP17.6C和SlHSP17.7A）形成一个基因簇,均具有典型β折叠结构的保守ACD结构域,具有高度同源性,属于平行同源基因对。SlHSP20基因簇成员在番茄果实发育过程中具有共表达性差异,其结合的互作基因的蛋白产物却不同,说明氨基酸的不同可能导致蛋白的空间构型发生改变进而影响其功能的差异。（2）运用MEME软件在番茄SlHSP20基因簇中检测到5个保守基序,基序类型及排列顺序一致并且基序中包含9个保守的β折叠结构,使用PLANT CARE网站进行启动子顺式作用元件功能预测,发现SlHSP20基因簇成员在响应非生物胁迫和抗性胁迫过程中起到关键作用。（3）通过番茄基因数据库（http://ted.bti.cornell.edu/）对SlHSP20基因簇在不同组织及果实生长发育不同时期的表达量进行分析,其中SlHSP17.6A较其他3个基因簇成员在果实发育与成熟时期表达量呈显著差异。（4）外源施加脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、赤霉素（GA3）、乙烯（ETH）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MeJA）等激素,4个串联SlHSP20基因的表达量出现显著性差异,说明其在相关激素调控通路上发挥着重要作用,并且在外源激素处理下基因簇成员展现出明显的差异性。外源葡萄糖、果糖和蔗糖处理对番茄绿熟期果实圆片SlHSP20基因簇成员的表达具有影响,在对糖的响应下基因簇成员表现出明显不同的基因表达水平。在低温诱导下基因簇表达量出现明显变化,SlHSP20基因簇成员中SlHSP17.6A,SlHSP17.6B,SlHSP17.6C在低温胁迫中起发挥关键作用,然而SlHSP17.7A在低温胁迫中受到明显抑制作用。（5）为了进一步验证SlHSP20基因簇对低温的耐受性,本研究构建了SlHSP20的VIGS基因沉默载体。通过表达量分析获得3株pTRV2-SlHSP17.6A,5株pTRV2-SlHSP17.6B,6株pTRV2-SlHSP17.6C和6株pTRV2-SlHSP17.7A。基因簇4个成员共20株VIGS基因阳性植株进行低温胁迫处理,结果表明,在4℃低温胁迫下丙二醛（MDA）,游离脯氨酸,超氧阴离子含量和冷害指数均明显高于对照植株,可溶性糖含量明显受到抑制,表明SlHSP20基因簇对低温具有耐受性。（6）进一步对低温胁迫敏感的SlHSP17.6A基因进行过表达与沉默转基因番茄的稳定表达,确定转基因后选取SlHSP17.6A转基因株系中表达量最为显著的过表达植株OE18和沉默植株S12绿熟果实进行4℃低温处理,结果表明,过表达SlHSP17.6A转基因番茄植株的丙二醛（MDA）,游离脯氨酸和超氧阴离子与对照植株相比没有显著性差异,而可溶性糖含量明显增高,沉默SlHSP17.6A转基因番茄植株的丙二醛（MDA）,游离脯氨酸和超氧阴离子含量均显著高于对照植株,可溶性糖含量相对于对照植株明显受到抑制,进一步说明SlHSP20基因簇作用于番茄植物对低温胁迫的响应。