番茄(Solanum lycopersicum L.)是目前世界上栽培最广泛的蔬菜之一,因其风味独特、营养丰富而深受人们喜爱。花粉发育对于开花植物的有性繁殖来说至关重要。花粉的萌发和花粉管的伸长是植物完成双受精的前提。MYB转录因子是植物中最大的转录因子家族之一,广泛参与了植物的生长发育、非生物胁迫应答、激素调控以及次生代谢物质的合成等。但在番茄中MYB转录因子是否参与调控花粉发育还不清楚。之前的研究报道,番茄R2R3-MYB转录因子SlMYB64响应低温、盐等非生物胁迫。为进一步研究该基因的生物学功能,通过农杆菌介导法将该基因成功转入番茄矮生品种Micro-Tom中,得到7个T1代过表达转基因株系,但没有得到可育的种子。通过比较野生型和过表达株系的花粉活力、花粉萌发率及花粉粒外部形态,发现过表达SlMYB64显著降低了花粉的活力和花粉萌发率;而且转基因株系的花粉萌发孔发育不正常。为了得到可稳定遗传的转基因株系,又将其转入另一番茄材料“黄果自交系”中,获得17个T1代转基因株系。选取了3个表达水平不同的T2代转基因株系并对其进行了花粉育性分析。利用亚历山大染色法对花粉活力进行检测发现:转基因株系的花粉活力与野生型相比明显下降。花粉体外萌发实验表明:野生型花粉萌发率在90%左右,而T2代3个转基因株系花粉萌发率分别为80%、63%和20%,且花粉的萌发率与Sl MYB64表达量呈负相关性。利用扫描电镜对花粉粒的外部形态观察发现:野生型中约86%花粉具有正常萌发孔,而转基因株系中只有36%的花粉具有正常的萌发孔。通过石蜡切片对第16、18、19和20时期的花药结构进行观察发现:转基因株系花药与野生型相比,没有明显的差异。通过对生长80天的植株进行株高统计发现T2代转基因株系植株高度明显低于野生型,说明过表达SlMYB64除了影响花粉发育之外,还使番茄植株显著变矮。对Sl MYB64的时空表达模式分析发现,Sl MYB64在六周龄植株叶片以及开花当天的心皮中大量表达,表明该基因可能参与了番茄叶片及花的发育。本研究结果表明,番茄R2R3-MYB转录因子SlMYB64影响花粉发育,这为进一步研究其在番茄花粉发育中的功能奠定了基础。