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植物吸收过量的重金属不仅会危害植物的生长,降低农作物的产量和品质,而且作为食物被食用会危害人类的健康。E3泛素连接酶在泛素蛋白降解途径中具有特异识别底物蛋白功能,在植物重金属胁迫逆境响应中发挥重要的作用。目前关于E3泛素连接酶的研究主要在拟南芥（Arabidopsis thaliana）和水稻（Oryza.sativa）中,而在番茄（Solanum lycopersicum）中的研究较少。本文以园艺模式作物番茄作为研究材料,通过氨基酸序列比对和q RT-PCR检测,找到3个在番茄根系中高表达的E3泛素连接酶基因,通过进一步的逆境筛选,发现一个对逆境胁迫响应最明显的基因SlRING1。利用基因沉默技术（virus-induced gene silence,VIGS）和转基因技术获得SlRING1沉默植株和过表达植株,研究了SlRING1在番茄镉Cd胁迫条件下的作用。具体的研究结果如下:1.筛选和鉴定番茄中参与植物逆境胁迫调控的E3泛素连接酶SlRING1。将在拟南芥根中表达量较高的E3泛素连接酶基因,通过基因序列比对,找到17个番茄基因。通过进行器官表达分析,进一步筛选出3个在根系中表达量较高的E3泛素连接酶基因,并将它们命名为Sl1、Sl RHE1和SlRING1。番茄在缺素、高温、低温、Al Cl3和Cd Cl2逆境胁迫下,这3个基因的表达量均会产生不同程度的响应,并选择其中对于逆境胁迫响应最强烈的SlRING1进行更深入地研究。SlRING1含有40个氨基酸,其中包括一个RING finger结构域,并具有E3泛素连接酶活性。SlRING1定位于细胞膜和细胞核中。2.SlRING1对番茄Cd胁迫下抗氧化能力的影响。SlRING1受Cd胁迫诱导,随胁迫时间的增加表达量逐渐增加。Cd胁迫下,SlRING1沉默植株在的H2O2积累量和MDA含量较TRV植株增加;而SlRING1过表达抑制了Cd胁迫下H2O2的积累,MDA的含量明显下降。SlRING1过表达促进了Cd胁迫下抗氧化物酶基因CAT、DHAR和MDHAR的表达,同时也提高了抗氧化物GSH合成基因GSH1和植物螯合肽合成酶基因PCS的表达;而SlRING1沉默植株抗氧化相关基因CAT、DHAR、MDHAR、GSH1和PCS的表达显著低于TRV植株。以上结果表明,SlRING1能够提高番茄Cd胁迫条件下的抗氧化能力,缓解Cd胁迫造成的氧化损伤。3.SlRING1在缓解番茄Cd胁迫毒害中的作用。植物吸收过量的Cd会抑制植株生长,破坏细胞结构,影响光合作用等生理过程。经试验发现,病毒诱导的SlRING1基因沉默植株增加了Cd胁迫的敏感性,而SlRING1基因过表达植株则提高了对Cd胁迫的抗性。Cd胁迫下,SlRING1基因沉默植株的生物量的积累受到更严重的抑制,而SlRING1过表达缓解了Cd对生物量积累的抑制。另外,在Cd胁迫下,SlRING1过表达植株的叶绿素含量明显高于野生型植株,而电解质渗出率较野生型植株低;SlRING1沉默植株的叶绿素含量明显低于TRV植株,电解质渗出率较TRV植株高。SlRING1还能影响Cd胁迫下的光合作用,SlRING1沉默植株的净光合速率下降较TRV植株更为明显,且Fv/Fm受到更严重的抑制;而SlRING1过表达则能在一定程度上缓解Cd胁迫对光合作用的影响。此外,SlRING1缓解了Cd在番茄植株中的积累,SlRING1沉默植株在Cd胁迫下地上部和地下部的Cd含量显著高于TRV植株,而SlRING1过表达植株在Cd胁迫下地上部和地下部的Cd含量显著低于野生型植株。结果表明,SlRING1缓解了Cd胁迫对番茄的毒害。