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香蕉（Banana）是热带、亚热带地区重要水果之一,世界上几乎所有的香蕉品种均由尖叶蕉（Musa acuminata,A genome,2n=2x=22;染色体基因组用A代表）和长梗蕉（Musa balbisiana,B genome,2n=2x=22;染色体基因组用B代表）自交或杂交后代进化而来。我国广泛栽培的香蕉包括香芽蕉类型（AAA组群）、大蕉类型（ABB组群）和粉蕉类型（ABB组群）三大类,以及少量优稀类型如龙牙蕉类型（AAB组群）。我国主栽香蕉品种巴西蕉（Musa acuminata AAA Cavendish subgroup cv.‘Baxi’,俗称香蕉,论文中的“香蕉”即为巴西蕉）属于香芽蕉类型,在高于24℃的环境中后熟时形成的“青皮熟”现象,严重限制我国华南地区高温季节香蕉北运、后熟转黄,降低香蕉的商品价值。因此,探讨30℃高温对香蕉果实外观品质的影响,深入研究香蕉“青皮熟”的形成机制具有重要意义。香蕉“青皮熟”的主要原因是果皮叶绿素无法正常降解,AAA组Cavendish subgroup的香蕉叶绿素降解相关基因（CCEs）的表达受到高温抑制,但其机制仍未阐明。而同为芭蕉属但基因型不同的粉蕉（Musa ABB Pisang Awak subgroup cv.‘Guang Fen No.1’）、大蕉（Musa ABB Bluggoe subgroup cv.‘Zhongshan Dajiao’）和龙牙蕉（Musa AAB Mysore subgroup cv.‘Pisang Ceylon’）没有“青皮熟”现象,粉蕉、大蕉和龙牙蕉的CCEs并未受到高温抑制,反而受高温诱导显著上调表达,这其中的原因是否与基因型有关,目前尚不清楚。本论文主要从转录组层面探讨高温对香蕉果实外观品质的影响,同时筛选出可能调控叶绿素降解相关基因表达的转录因子,从启动子与转录因子相互作用的角度,探讨香蕉依赖于温度的CCEs的转录调控模式,以阐明高温如何抑制了香蕉CCEs的表达;比较具有不同基因型的芭蕉栽培种的CCEs,分析它们可能的来源和序列特点、叶绿素降解功能、及其在果实后熟过程中对高温的响应,以阐明粉蕉、大蕉和龙牙蕉没有“青皮熟”现象的原因。主要结果如下:1.通过构建香蕉在20℃和30℃后熟的果皮转录组差异表达谱,深入探讨了叶绿素降解和蜡质合成相关基因在20℃和30℃之间的差异表达,及其在高温影响香蕉果实外观品质中的作用。30℃高温显著下调了叶绿素降解相关基因（SGR1、NYC1、PPH）、蜡质合成相关基因（CER3/WAX2）和转录因子（NAC、MYC、ERF、MYB）的表达。其中,在30℃高温下调表达的转录因子NAC、MYC、ERF和MYB,可能通过调控叶绿素降解、蜡质合成途径关键基因的表达,影响了香蕉果实的外观品质。特别是NAC在30℃高温时的下调表达可能与果皮叶绿素降解关键基因受到抑制密切相关。2.利用转基因拟南芥分析了香蕉叶绿素降解关键基因启动子的温度敏感特性及其可能的温度敏感元件。结果表明,Ma SGR1、Ma NYC1和Ma PPH启动子在拟南芥叶片中均具有较高活力,其中Ma SGR1启动子对高温敏感,在30℃的活力显著低于20℃的活力,Ma NYC1和Ma PPH启动子对高温不敏感,在20℃和30℃的活力无显著差异。热胁迫元件（HSE）不是引起Ma SGR1启动子对高温敏感的核心元件,Ma SGR1启动子可能含有高温敏感元件,且与富集的ACG三联体密切相关。3.通过酵母单杂,以Ma SGR1启动子为诱饵筛选c DNA文库,获得了5个NAC转录因子（4个Ma NAC29和1个Ma NAC68）。其中4个Ma NAC29均定位在细胞核,且它们的表达均受到高温抑制,在30℃的表达显著低于20℃的表达。Ma NAC29a/c均可以结合Ma SGR1启动子并激活其表达。这些结果表明Ma NAC29可能通过与Ma SGR1启动子互作调控香蕉果皮叶绿素降解。此外,为了进一步分析Ma SGR1启动子的高温敏感性是否依赖于Ma NAC29,我们分析了Ma SGR1启动子在拟南芥nac29突变体中的活力,发现Ma SGR1启动子在nac29突变体中无法正常驱动下游基因的表达。与Ma NAC29同源的At NAC29定位在细胞核,同样可以转录激活Ma SGR1,且At NAC29在30℃的表达显著低于20℃的表达。这些结果表明,Ma SGR1启动子的高温敏感性依赖于Ma NAC29。高温可能通过下调Ma SGR1上游调控基因Ma NAC29的表达,进而抑制了“青皮熟”香蕉的叶绿素降解。香蕉“青皮熟”现象与30℃高温抑制Ma NAC29的表达密切相关。4.通过克隆SGR1并测序比对,发现香蕉（AAA）只含有A-SGR1,龙牙蕉（AAB）、粉蕉（ABB）和大蕉（ABB）均同时含有等位基因A-SGR1和B-SGR1,且粉蕉还含有H-SGR1（可能源于A-SGR1与B-SGR1的重组）。进一步分析发现,A/B/H-SGR1都定位在叶绿体,B/H-SGR1具有比A-SGR1更高的叶绿素降解活力。且B-SGR1不受高温抑制,反而受高温诱导上调表达。此外,SGR1基因呈现出等位基因不平衡表达,龙牙蕉同时表达A-SGR1和B-SGR1,粉蕉和大蕉优先表达B-SGR1。总之,香蕉的A-SGR1叶绿素降解功能较弱,其启动子对高温敏感,受到高温时下调的Ma NAC29调控而表现活力下降,进而基因表达在高温时受到抑制,因此香蕉在高温后熟时出现“青皮熟”现象;龙牙蕉、粉蕉和大蕉倾向于表达具有高叶绿素降解活力的B/H-SGR1,且B-SGR1不受高温抑制,而受高温诱导上调表达,这可能加快了叶绿素降解过程,导致果皮褪绿转黄的过程加快,使得龙牙蕉、粉蕉和大蕉不会出现类似于香蕉的“青皮熟”现象。