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番茄是我国设施栽培的主要蔬菜作物之一,适宜的生长温度范围为13-33℃。然而,由于我国设施环境调控设备简陋,夏季设施环境温度常达35℃以上,甚至超过40℃,严重影响了番茄产量与品质。棉子糖寡糖作为植物细胞结构组份、信号传导及渗透调节物质,在植物对逆境胁迫的抗性中起重要作用。为了研究棉子糖寡糖在番茄高温逆境抗性中的作用,本试验以中蔬6号为试材,通过高温下外源喷施肌醇半乳糖苷(Gal)、肌醇(Ino)、棉子糖(Raf)、蔗糖(Suc)、半乳糖水解酶抑制剂(DGJ)、肌醇半乳糖苷与半乳糖水解酶抑制剂等量混合(G+D),以喷施同量蒸馏水为对照(CK),研究了棉子糖对高温逆境胁迫下番茄逆境生理相关指标及棉子糖代谢的影响,筛选出与高温逆境密切相关的肌醇半乳糖苷酶,并构建了GolS基因过表达植株。论文的主要结果如下:对外源喷施棉子糖寡糖的植株进行38℃高温胁迫处理,胁迫处理6d后,植株出现严重萎蔫症状,G+D与Suc处理的植株仅轻度萎蔫,但Gal、DGJ、Ino、Raf处理明显提高了植株高温抗性。进一步测定分析表明,外源棉子糖寡糖预处理使番茄叶片相对电导率、丙二醛和过氧化氢含量维持在较低水平,减少了膜的损伤;同时提高了叶片中SOD、POD、CAT酶活性以及还原型谷胱甘肽含量,缓解了高温胁迫造成的氧化损伤。利用qRT-PCR分析高温胁迫下外源喷施棉子糖寡糖后,肌醇半乳糖苷合成酶(GolS)、棉子糖合成酶(RS)、水苏糖合成酶(STAS)以及α-半乳糖苷酶(AGAL)基因表达量变化,结果显示:除SlRS4外,其它合成酶基因在高温条件下均有一定程度的上调趋势,但其中SlGolS基因家族表达量与高温胁迫密切相关。进一步分析了高温胁迫下番茄根、茎、叶中SlGolS基因家族表达量变化,结果显示:根和茎中SlGolS4不响应高温,并且SlGolS基因家族在番茄根、茎中表达少,在叶片中表达多且有一定上调趋势,其中叶片中SlGolS1、SlGolS3相比于SlGolS2、SlGolS4趋势更明显,表达量增加3倍以上。构建原核表达载体并转化大肠杆菌BL21菌株,以pET32a(+)-SlGolS1、pET32a(+)-SlGolS2、pET32a(+)-SlGolS3及pET32a(+)-SlGolS4重组质粒的阳性菌株为材料,进行37℃、45℃、50℃处理,结果显示:37℃处理后菌落长势一致,45℃高温处理后菌落减少,但含有pET32a(+)-SlGolS1、pET32a(+)-SlGolS3的菌落存活率相比其它较高,50℃高温处理后菌落进一步减少,但pET32a(+)-SlGolS1、pET32a(+)-SlGolS3菌落存活率仍较高,表明SlGolS1、SlGolS3响应高温,并且可以提高大肠杆菌高温耐受性。构建SlGolS1、SlGolS3真核表达载体并转化农杆菌,通过农杆菌介导转化方法培育SlGolS1、SlGolS3超表达番茄幼苗,最终PCR扩增鉴定获得SlGolS1超表达T0代植株3株,SlGolS3超表达T0代植株2株,为下一步研究番茄高温抗性提供重要材料。