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番茄(Solanum lycopersicum)是我国主要设施种植蔬菜之一,原产于南美洲,是喜温作物。在北方设施生产中常遭受低温胁迫,影响番茄的生长发育。番茄生长发育受很多内外因素调控,其中雷帕霉素靶蛋白(Target of Rapamycin,TOR)的调控是目前的研究热点。TOR信号通路在真核生物生长发育中起关键作用,具有高度保守性,其作为中心调控者参与多种生物进程。探究番茄雷帕霉素靶蛋白(SlTOR)对番茄生长发育的作用,及SlTOR信号通路在番茄响应低温胁迫中的功能,为番茄生长发育的调控机理研究提供新的思路与理论基础。本试验以金冠五号番茄为研究对象,利用生物信息学方法对番茄SlTOR进行了预测分析,并采用TOR抑制剂雷帕霉素(Rapamycin,Rap)进行处理,初步探究了Rap对番茄生长发育及低温响应的影响,主要研究结果如下:(1)对番茄SlTOR进行生物信息学分析,番茄SlTOR蛋白与其他生物的同源蛋白相比,进化高度保守。番茄SlTOR蛋白亚细胞定位预测存在于细胞核与细胞质中。(2)通过qRT-PCR检测了SlTOR信号通路上关键基因的组织差异性表达,结果表明,在番茄幼苗的不同时期和不同组织器官中均有表达,但表达水平有很大差异。SlTOR、SlLST8、SlEFa和SlSPS均在番茄幼苗的子叶中相对表达量最高,SlSS在茎和子叶中表达量较高。在成熟的番茄植株中,SlTOR在根中表达量最高,其次是幼果中;SlLST8和SlSPS在叶片中表达量最高;SlE2Fa在成熟果中表达量最高;SlSS在幼果中表达量最高,其次是成熟果中。(3)药物学试验发现番茄对TOR信号途径第一代抑制剂Rap敏感,Rap能够显著抑制番茄植株的生长,并且番茄对其具有剂量依赖性。用10μmol·L-1 Rap进行处理对番茄幼苗的生长发育影响明显。(4)Rap处理后,叶片净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Ts)均显著下降,叶片净光合速率在处理后96 h显著下降,蒸腾速率在处理后48 h和96 h出现显著下降趋势;气孔导度(Gs)变化较小;胞间二氧化碳浓度(Ci)在处理后48 h和72 h出现显著下降的趋势,但多次Rap处理15 d后表现为上升;F0/Fm、Fv/Fm和Fv/F0比值在处理后的120 h之内无明显变化,多次Rap处理15 d后显著下降;而叶绿素含量在处理后12 h和24 h即呈现显著下降趋势,多次Rap处理15 d后显著减少。(5)Rap处理的番茄叶片,H2O2和O2·-积累,证明会引起番茄幼苗自身的防御反应。在Rap处理后的72 h-120 h SOD活性显著上升;PAL活性在处理后出现较大波动,分别在Rap处理后6 h、24 h和72 h显著上升;CAT活性在处理后6 h、24 h和120 h出现显著上升;POD活性在6 h和12 h处,呈现明显上升趋势。Rap处理后番茄植株的防御应答较为迅速。而且番茄幼苗可以通过提高可溶性糖和可溶性蛋白含量应答Rap的抑制。(6)Rap处理后再低温处理,叶绿素含量比仅低温处理明显增加,丙二醛含量显著下降,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白含量显著下降;SOD酶活性上调,PAL和CAT酶活性下调,POD酶活性变化不大;SlTOR基因表达下降,SlTOR信号通路上的关键基因SlLST8相对表达量显著下调,SlE2Fa表达水平显著下降,SlSNF1和SlSNF4表达水平下调,SlSPS相对表达量显著下降。说明番茄TOR信号通路与低温信号存在交互。