目前,在大多数高等植物中发现SWEET（Sugars Will Eventually be Exported Transporters）糖转运蛋白家族成员的存在,但是对于其功能的研究主要集中在拟南芥和水稻上,而在番茄上有关SWEET家族功能相关研究仍然较少。已有报道表明拟南芥中Clade I成员参与葡萄糖转运,Clade II成员参与植株生长发育过程,Clade III成员参与生殖器官发育及赤霉素的运输,Clade Ⅳ成员参与低温胁迫与液泡中果糖贮藏。尽管基于SWEET的不同类型的基因已经被确定,在番茄中SWEET蛋白对生长发育的影响仍需要进一步的深入研究。本团队已在番茄基因组中鉴定出31个SWEETs基因,并对II、III分支成员进行较深入的研究。本论文对Clade Ⅳ成员的表达特性、糖转运特性以及其在番茄生长发育过程中发挥的作用进行初步探究。采用实时定量、酵母功能互补、CRISPR/Cas9基因编辑及瞬时沉默VIGS技术,初步探明Clade Ⅳ成员的糖转运特性以及对植物生长发育的影响。研究结果为全面解析SWEET家族的功能奠定理论基础,也为利用分子手段调控番茄生长发育与品质产量提供重要的技术支持。主要结果如下:1、利用qRT-PCR分析Clade Ⅳ成员SlSWEET16和SlSWEET17在番茄发育过程中不同组织部位的表达水平。结果表明:两个基因在果实发育期的表达水平都低甚至不表达,在花期具有高表达;SlSWEET16在茎中具有较高表达,SlSWEET17在根中具有较高的表达水平,说明两者分别在茎、根的发育中起着关键作用。2、为了明确Clade Ⅳ成员的糖转运特性,本研究构建了p DR195-SlSWEET16和p DR195-SlSWEET17酵母糖功能互补载体,转化EBY.VW4000己糖缺陷型酵母突变体,结果证明这两个糖转运蛋白均具有转运葡萄糖和果糖的功能。3、为了探究Clade Ⅳ成员对番茄生长发育的影响,本文利用CRISPR/Cas9构建了两个基因的基因编辑载体,利用农杆菌介导的叶盘法转化Micro-Tom番茄,共获得CR-SlSWEET16转化植株94株,利用CRISPR/Cas9引物进行PCR鉴定后共获得阳性苗66株;CR-SlSWEET17的转化植株65株,阳性苗40株。进一步利用靶向引物的PCR扩增,在CR-SlSWEET16的测序结果中有2个株系存在靶点附近的套峰,后续将进一步进行PCR分析编辑类型。4、为了快速鉴定基因功能,本文同时利用VIGS技术,构建出p TRV2-SlSWEET16和p TRV2-SlSWEET17的瞬时沉默载体,利用农杆菌介导转化Micro-Tom,将沉默效率大于50%的株系用于进一步的表型分析。结果表明沉默SlSWEET16基因的植株株高明显高于未转化的对照植株,并且沉默株系的茎硬度提高,切片结果显示沉默株系的木质部面积增多,木质素含量增加。对植株整体的碳水化合物测定结果表明:沉默株系茎中的可溶性糖和淀粉的含量显著高于对照,而在花蕾、成熟叶以及果实中的总糖水平下降,其中葡萄糖和果糖含量均显著下降,蔗糖的含量无明显变化。沉默SlSWEET17基因的植株根系的结构发生变化,与CK相比,主根的长度增加,但侧根密度减小、根毛变短。5、对获得的pTRV2-SlSWEET17沉默材料进行干旱及渗透胁迫处理,结果表明:沉默SlSWEET17基因的植株叶片失水严重,明显出现叶片萎蔫下垂现象。沉默SlSWEET17基因的植株与对照相比根鲜重明显减小。沉默SlSWEET17基因的植株叶片电导率明显高于对照,说明其受到胁迫程度更强。干旱处理后,沉默SlSWEET17基因的植株主根长度变短,侧根的数量减少,根表面积、直径以及根的体积均低于CK。以上结果说明SlSWEET17通过影响根系发育调控植株的耐旱性。