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番茄果实的成熟是一个复杂的高度协调的过程,并受多种植物激素调控。乙烯对番茄果实成熟进程的调控研究已有很多报道。然而生长素对果实成熟调控的分子机理则研究较少。此外,在番茄成熟过程中生长素与乙烯的互作网络及其在成熟进程中发挥的作用目前仍不明确。因此本研究使用外源生长素与乙烯利处理采后绿熟期的樱桃番茄果实,并通过RNA-Seq等手段来研究生长素对番茄果实成熟过程的早期及长期影响、对果实色素代谢的影响、对番茄代谢组的影响以及果实成熟过程中生长素-乙烯互作网络。研究结果表明:1.外源生长素处理上调了番茄果实中生长素相关基因(15个AUX/IAA基因,4个GH3基因,1个SAUR基因)、GST基因以及胁迫相关转录因子的表达,并且提高大量抗逆性相关的基因的表达量,减轻高浓度生长素胁迫并维持细胞内生长素的动态平衡。随后,外源生长素提升了系统1乙烯合成相关基因的转录丰度,并且维持了细胞核内基因组的高甲基化水平来抑制系统2乙烯合成相关的基因的表达。同时,类胡萝卜素代谢、细胞壁降解、能量代谢等通路上的相关基因的表达水平也被抑制,最终导致果实成熟进程的推迟。此外,许多乙烯合成及信号转导途径的基因的表达模式能被外源生长素干扰;相关关系网络分析也显示生长素相关基因与乙烯相关基因之间存在显著的相关关系,这表明番茄果实成熟过程中生长素与乙烯之间存在明显的交互作用。2.外源生长素处理能够强烈影响番茄果实色素、总酚及总黄酮的的积累与代谢进程,但对这些物质在最终成熟的果实中的含量的影响并不明显。基因表达分析结果显示,在果实成熟的早期及中期,生长素能够显著影响色素代谢途径以及其调控相关基因的表达量,随着成熟进程的推进,生长素对这些基因的调控作用逐渐减弱甚至消失。对影响番茄果实色素积累的转录因子的表达谱分析显示SlRIN、SlCNR、SlGLK2、SlARF4与SlAP2a可能参与了生长素对番茄果实色素代谢的调控,而SlGR则很可能没有参与该过程。3.在成熟前施加外源生长素处理能够显著改变番茄果实氨基酸、糖类及有机酸的积累过程,并且这种改变在成熟的最终阶段并不能完全恢复。番茄果实中柠檬酸、苏糖酸以及琥珀酸的含量受外源生长素处理提升,而甘氨酸与天冬氨酸的积累则被生长素抑制。4.乙烯处理能够通过改变生长素运输载体编码基因及生长素初级响应基因的表达模式来调节生长素的运输及信号转导过程。而生长素对乙烯代谢(ACS2,ACS4,ACS6,6个ACO基因)及信号途径中基因(ETR,EBF与ERF基因)的表达调控大多出现在处理后第7天。MAPK基因与泛素化过程相关基因的表达也受外源生长素处理影响。表明生长素对乙烯的调控机制十分复杂。此外通过表达量受生长素与乙烯共同调控的基因进行差异分析,我们还筛选出了生长素-乙烯互作的关键互作点,并建立了一个番茄成熟过程中生长素-乙烯互作的初步模型。