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植物在生长发育过程中可能受到一定的生物胁迫与非生物胁迫。植物响应非生物胁迫时发生一系列生理生化反应,以适应不同的环境变化。DNMTs是植株DNA甲基化过程中重要的甲基转移酶。目前关于植物体内DNA甲基过程中DNMT2的作用机制和功能性分析实验研究较少,因此,研究DNMT2基因在植物生长发育过程中或植物抗逆性过程中的功能和作用,对提高作物抗性和品质具有重要意义。本文以模式植物番茄(Solanum lycopersicum)为实验材料,通过NCBI数据库比对获得11种物种中DNMT2蛋白的氨基酸序列,然后通过DNMAN软件进行蛋白质保守域的分析,发现这些氨基酸序列具有相对比较保守的蛋白结构域。对这11种蛋白质氨基酸序列进行进化树分析和DNA甲基化结构域分析,结果表明番茄SlDNMT2蛋白与马铃薯St DNMT2蛋白的亲缘关系较近,同源性高达95.54%。同时构建SlDNMT2的多个植物表达载体进行一系列生理生化分析。首先,构建表达绿色荧光蛋白的融合表达载体p ART27-SlDNMT2-e GFP观察SlDNMT2蛋白的亚细胞定位情况,结果表明SlDNMT2蛋白定位于细胞核中。利用植物基因工程技术和RNAi干扰技术,构建RNAi转基因表达载体p BI121-SlDNMT2-si RNA,并通过农杆菌介导的侵染法,侵染番茄野生型(AC)受体,进而通过植物组织培养技术与分子生物学技术,最终成功得到转基因阳性植株,并利用Real-time PCR技术确定RNAi转基因植株中SlDNMT2基因已被下调。高盐、重金属污染以及干旱是影响植物生长发育的重要环境因素,为此我们分析了高盐、重金属以及干旱条件下转基因植株的生长发育状态。首先,我们分析了200 mmol/L Na Cl和300 mmol/L甘露醇胁迫处理条件下,野生型与转基因番茄植株的生长状态,结果发现在200 mmol/L盐胁迫和300 mmol/L甘露醇处理条件下,野生型番茄(AC)的生长发育的状态都比转基因植株更好,且鲜重具有显著性差异,这说明SlDNMT2 RNAi转基因植株对盐胁迫和甘露醇胁迫较敏感。其次,我们还分析了SlDNMT2 RNAi转基因植株在不同二价重金属离子胁迫条件下的生长发育情况,结果发现在Zn2+胁迫条件下,RNAi转基因植株生长状态较差,该结果表明RNAi转基因植株对Zn2+抗性较低。但是,在Fe2+胁迫条件下,RNAi转基因植株的根系较野生型番茄(AC)植株更发达,RNAi转基因植株根的总数目较野生型番茄(AC)更多,该结果表明RNAi转基因植株的根系对Fe2+抗性较高。最后,我们将土培种植的野生型番茄和SlDNMT2 RNAi转基因植株共同干旱处理10 d,结果发现转基因植株的生长状态与野生型相比更差,叶片卷曲程度更为严重,该实验结果进一步验证:与野生型番茄相比,RNAi转基因植株较不耐旱。进一步通过显微镜观察RNAi转基因植物和野生型植物叶片中气孔的数目,结果发现转基因植株叶片中气孔的分布较野生型更密集,这一结果说明:RNAi转基因植物不耐旱的原因可能与叶片中气孔数目的增多有关。据报道,拟南芥中TINY1基因、SAG1基因可能参与响应干旱胁迫,我们利用半定量技术分析了他们在番茄植株中的同源基因Sl TINY1、Sl SAG1的表达情况,结果显示:与野生型相比,Sl SAG1基因在转基因植株中的含量没有明显变化;但是Sl TINY1基因在转基因植株中的含量下调了。通过以上结果和数据分析发现SlDNMT2基因可能参与植物应对胁迫环境的应答途径,但是,具体调节机制有待后续进一步探究。该文为进一步分析SlDNMT2基因在DNA甲基化过程中的功能作用奠定了良好的科学基础,对进一步探究植物体内DNA甲基转移酶DNMT2基因作用的分子机制具有重要意义。为进一步研究遗传育种和改良作物以及植物对逆境胁迫的抗性提供了科学依据和实验基础。