MADS-box基因家族是植物中一类重要的转录因子,它们参与植物生长发育的各个方面,具有广泛而复杂的功能。其中最主要的功能就是调控植物花器官的发育与形态建成。根据花发育同源异形基因在双子叶植物的四轮花器官中的功能不同,研究者们将其分为A、B、C、D、E五大类,由此提出了花发育的ABCDE模型。这五类基因单独或共同影响着四轮花器官的形态发育,使得植物体的花能够正常生长。其中,A类基因控制花萼的发育,A、B类基因控制花瓣的发育,B、C类基因控制雄蕊的发育,C类基因控制心皮的发育,D类基因控制胚珠的发育,E类基因在四轮花器官中均有表达,调控着营养器官向花器官的转变。同时,对五类基因间的相互作用的研究表明,这些基因一般都是通过互相结合形成四聚体而发挥作用的,由此又提出了四因子模型,进一步阐明了花发育的分子作用机制。随着研究的深入,人们发现花发育基因除了会影响花器官发育外,还会在植物根、茎、叶的生长以及果实成熟、植物抗逆性等方面发挥作用。花发育基因功能的广泛与复杂使其受到了越来越多研究者的关注。但是目前研究最多的仍然是拟南芥、金鱼草等模式植物,而这些植物都不是典型的果蔬类植物,使得这些研究结果不能用于实践,无法对实际生产产生指导意义。本研究以果蔬类植物的模式植物----番茄(Solanum lycopersicum)作为研究载体,将筛选出的番茄花发育B类基因TAGL104通过RNAi技术进行沉默,从而获得转基因植株,以此来研究TAGL104在番茄中的功能,并进一步阐释花发育基因在果蔬类植物中的重要作用。本课题主要研究内容和结果如下:(1)通过筛选MADS-box家族花发育相关基因确定TAGL104基因为研究对象,从NCBI上获得该基因氨基酸序列,通过蛋白质分析确定该基因编码一个长度为333aa、分子量为38.043kDa、等电点为5.68的蛋白质。同时在NCBI上BLAST该基因序列确定其含有一个MEF2-like结构域,属于MIKC型MADS-box基因。蛋白序列比对以及同源性分析发现,TAGL104与拟南芥中已发现的三个在花粉生长发育中发挥作用的MIKC*型S类蛋白同源性较高,由此推测该基因编码的蛋白可能同属于MADS-box家族MIKC*型中的S类蛋白,并可能同样在花粉的生长发育中发挥作用。(2)TAGL104基因在野生型番茄中的表达模式分析表明,该基因主要在花的雄蕊中表达,其次是在果实的B+4和B+7时期表达量较高,表明该基因可能参与调控雄蕊的形态建成,同时还会影响果实的成熟。启动子分析则表明,该基因可能还参与Me JA的响应,并在植株抗逆过程中发挥作用。(3)根据RNA干扰技术的原理,我们构建了TAGL104沉默载体,得到4个转基因株系。转基因株系由于TAGL104的沉默使得番茄植株出现花序发育异常、果实成熟时间提前的表型,但是却没有观察到明显的雄蕊发育异常的现象。(4)转基因T1代幼苗MeJA和Na Cl敏感性实验显示,相比于野生型幼苗来说,转基因T1代幼苗的生长没有受到明显抑制,根和胚轴的长度变化也没有野生型幼苗那么明显,表明TAGL104基因的沉默降低了番茄幼苗对MeJA和NaCl的敏感性。综上所述,TAGL104基因作为番茄花发育B类基因,可能属于MADS-box家族MIKC*型中的S类,主要在番茄雄蕊中表达,并且参与多个激素的响应与干旱和热胁迫应答。在番茄中沉默TAGL104基因使得花序发育异常、果实成熟时间提前,表明该基因可能参与调控了花序的发育与果实的成熟;同时沉默TAGL104还使得转基因幼苗对Me JA和NaCl的敏感性下降,表明该基因还参与了MeJA的响应和非生物胁迫的应答。