番茄原产于南美洲、波利维亚、厄瓜多尔等地。16世纪开始做观赏栽培,从20世纪20年代初开始作为我国蔬菜栽培,到20世纪20年代现已成为我国主要的蔬菜。番茄具有栽培方式容易多样、果实色泽鲜艳、营养价值丰富、产量高等优点。但其在生长发育过程中容易受逆境条件的影响而导致品质和产量下降。尤其是在蔬菜供应不足的季节,番茄常常会受到土壤盐渍化、洪涝、干旱等逆境的影响,严重制约着番茄的供应和生产。生长素是一类主要的植物激素,在植物的整个生命周期中自始至终扮演着关键作用,包括调控植物的茎干及花分生组织的形成、胚胎发育、顶端优势、向重力性及响应内外刺激等多个方面。因此,生长素极性运输、生长素信号转导以及生长素与逆境胁迫的关系逐渐引起了人们的兴趣,已有的研究成果表明生长素几乎参与植物生长发育的多个方面。生长素运输蛋白在膜上的极性定位可调控生长素极性运输,而PIN蛋白家族是一种公认的生长素输出载体。总之,一系列的的环境应激反应均会导致特殊区域极化并重新调整生长素的方向,其中就包括PINs蛋白亚细胞转运的下游调节。但是,例如重力因素,光照因素,和盐浓度等外界信号接受条件是如何影响PINs蛋白转运的正确机制还不是很清楚。所以,我们研究番茄生长素转运蛋白与非生物胁迫之间的联系,有一定的意义。本文主要对番茄PIN基因家族进行了全基因组的挖掘,并进行了深入的生物信息学分析,通过非生物胁迫下的基因表达模式分析,筛选出抗逆相关的PIN基因,最终对SlPIN1基因进行了基因沉默功能验证。(1)通过对番茄PIN基因家族成员的挖掘及鉴定,共得到了10个成员。以已知的拟南芥、水稻、高粱PIN蛋白为参考序列进行系统进化分析,结果显示10个成员被分为两类。10个SlPIN成员的二级结构之间具有明显的相似特征。基序分析显示motif 3中有一个NPXXY的保守结构,该结构对内吞作用中的受体蛋白与膜蛋白的互作有重要作用。(2)运用qRT-PCR技术分析番茄PIN基因的组织特异性,发现SlPIN2仅在根中表达,其它成员在根、茎、叶、花和果组织中均表达,但上调与下调的趋势不同。SlPIN1、SlPIN5、SlPIN8及SlPIN9在根中的表达的表达量大于在茎、叶、花、果;SlPIN3在花中的表达量最高。(3)对番茄幼苗进行非生物胁迫处理,分析了9个成员(SlPIN2仅在根中表达)对非生物胁迫的响应。结果显示,9个成员对盐、低温和干旱存在不同程度的响应,存在上调和下调的现象。在盐胁迫下基因的表达量变化范围较小;低温处理条件下,SlPIN1、SlPIN3、SlPIN4、SlPIN5、SlPIN6及SlPIN9均上调表达;干旱处理条件下,SlPIN1、SlPIN6、SlPIN7、SlPIN8和SlPIN10均上调表达。(4)选取逆境胁迫响应显著的基因进行基因沉默功能验证,对沉默成功的TRV-SlPIN1植株进行表型观察和生理生化分析。沉默植株与对照相比较ABA含量明显下降。在干旱条件下沉默植株的MDA含量明显高于对照,而脯氨酸含量和SOD的活性低于对照,表明该基因的下调表达降低了番茄植株的抗旱能力。