类胡萝卜素广泛存在于自然界中,是植物生存和人类健康所必须的一类物质。类胡萝卜素参与许多重要的生物学过程,如光合作用、合成激素、提供维生素A前体、抗氧化保护、增强人体免疫力等。然而,绝大多数动物体内尚不具备合成类胡萝卜素的能力,只能通过食物摄取。因此,研究植物类胡萝卜素的代谢调控机制是有效利用类胡萝卜素的重要手段。质体小球是柑橘果肉有色体中存储类胡萝卜素的重要器官,其数量和形态对果实的色泽品质至关重要。6个定位于质体小球中的ABC1K (Activity of BC1 Complex Kinases)蛋白(ABC1K1,3,5,6,7,9)是质体小球蛋白的重要组成部分。然而,这些蛋白对于有色体质体小球发育及其内含代谢物的影响尚不清楚。本实验室前期研究表明柑橘CsABC1K1,3,7,9蛋白与质体小球发育正相关,推测可能参与类胡萝卜素的代谢调控。此外,越来越多的研究表明ABC1K基因与逆境胁迫响应有关,并最终影响质体小球发育和类胡萝卜素的代谢。本研究克隆了4个定位于质体小球的柑橘CsABC1K基因家族成员,分别为CsABC1K1,3,6,9,通过gateway重组法构建了这4基因的超量表达和抑制表达载体,并将其中的CsABC1K1,3,9的载体稳定遗传转化到红色马叙葡萄柚愈伤组织,将CsABC1K9超量表达载体和拟南芥AtABC1K9抑制表达载体转化到拟南芥中,以探索目的基因的功能,本研究的主要成果如下：1.克隆柑橘了CsABC1K1、CsABC1K3、CsABC1K6、CsABC1K9基因编码区的cDNA全长,并构建了对应基因的超量表达载体和抑制表达载体。2.将CsABC1K1、CsABC1K3、CsABC1K9基因的超量和抑制表达载体稳定遗传转化马叙葡萄柚愈伤中,实时定量RT-PCR筛选后获得至少3个高表达的超量系和低表达的抑制系。结果显示转CsABC1K3基因红色柑橘愈伤的超量系的颜色变黄,表明CsABC1K3基因可能参与类胡萝卜素代谢过程。3.将柑橘ABC1K9基因转化到拟南芥获得超量表达系,并将拟南芥AtABC1K9进行抑制获得抑制系。在不同逆境条件下,包括干旱胁迫、氧化胁迫、盐胁迫、渗透胁迫,对ABC1K9的超量系、沉默系和野生型进行处理,对比发现经MV(甲基紫精)处理后超量系植株较野生型和抑制系长势较好,表明CsABC1K9基因可能参与拟南芥对氧化胁迫过程。