番茄作为重要的蔬菜作物,易受到环境(低温、光照、土壤pH值以及土壤本身钾含量低)及本身发育时期(发育中后期)等影响,在生长发育过程中出现缺钾症状而影响番茄的品质与产量。课题组前期通过小RNA的测序发现在耐低钾型番茄品系JZ34和钾敏感型品系JZ18中miR319b表达水平呈现极差异显著。miRNA作为生物体内源性非编码的小分子RNA,通过特异识别靶mRNA对其发生切割或抑制,进而在转录水平上负调控基因表达。已有研究表明miR319可以靶向TCP转录因子调控植物的生长发育。本课题组经前期转录组数据研究发现miR319在植物响应低钾胁迫。基于此,本研究一方面以RLM-5’RACE鉴定SlmiR319b靶基因断裂位点,进而使用酵母单杂交及EMSA方法确立SlmiR319b调控的靶基因SlTCP10介导的响应低钾胁迫的分子路径;另一方面构建miR319b过表达番茄转基因材料,测定了低钾条件下转基因株系根系形态、钾离子含量、ROS含量及茉莉酸含量。以上研究结果为深入解析miRNA应答低钾胁迫的信号转导途径及番茄的抗逆栽培和品质提升提供理论指导。主要研究结果如下:1.明确了植物中miR319家族成员的分布特征与进化关系。对miRBase数据库的统计41个植物物种存在miR319成员,包括高度进化的被子植物和进化程度较低蕨类植物上都有分布,但是在藻类植物和苔藓植物中并未发现。2.通过qRT-PCR和RLM-5’RACE鉴定SlmiR319b靶向SlTCP10转录因子并确定靶基因断裂位点。对JA2启动子分析发现含有可以和TCP转录因子结合的TGGTCC结合位点,进而使用酵母单杂交和EMSA,验证出TCP10转录因子可以和JA2启动子结合。3.构建了pCAMBIA3301-35S-SlmiR319b的过表达载体,通过农杆菌介导的叶盘法获得以耐低钾型番茄JZ34为背景的过表达35S-miR319b转基因株系。对T0代进行转基因植株阳性检测,共获得17株过表达株系。4.对To代株系筛选出miR319b表达量高且TCP10表达水平低的阳性植株共8株。对其单株收种,在T1代植株进行低钾胁迫处理。发现转基因株系在对照条件下根系构型与未转基因相比,根系生长缓慢。低钾处理后,根系生长受到明显抑制。在此基础上测定钾离子含量、ROS含量及茉莉酸含量,结果显示,转基因株系与野生型WT相比,钾离子含量少,ROS升高,茉莉酸含量升高,易受到低钾胁迫的影响。以上结果初步表明,番茄SlmiR319b介导SlTCP10可以通过茉莉酸路径调控下游路径响应低钾胁迫。