番茄果实具有丰富的营养和食用价值备受消费者的喜爱,同时番茄果实是研究肉质果实生长发育,成熟衰老的重要模式植物。糖类对果实的生长发育起着十分重要的作用,目前较多糖转运蛋白家族的基因已被分离鉴定,但是番茄中SFP糖转运蛋白家族成员的功能尚未见报道。在番茄果实成熟过程中,已经鉴定到了许多正向调控基因,但是仍有许多调控机制不清楚。本论文中对在番茄果实发育过程中表达量较高的一个SFP糖转运蛋白家族基因Sl SFP5和含有EAR转录抑制元件的MYB转录因子家族基因Sl MYB70的功能进行了探究。具体结果如下:1.通过生物信息学和组织表达模式分析,从糖转运蛋白家族中分析和筛选到一个番茄果实发育时期表达量较高的糖转运蛋白基因Sl SFP5。Sl SFP5基因启动子存在较多ABA响应结合元件ABRE,通过q RT-PCR检测发现糖转运蛋白Sl SFP5能够响应ABA的诱导。对糖转运蛋白Sl SFP5上游调控转录因子的筛选发现转录因子Sl AREB2可以结合在糖转运蛋白Sl SFP5基因的启动子上调控Sl SFP5基因的表达。2.利用转基因技术得到Sl SFP5-RNAi转基因株系。Sl SFP5-RNAi转基因果实在生长发育的不同时期均显著小于野生型果实,表明Sl SFP5参与了番茄果实发育过程;对Sl SFP5-RNAi株系果实中的可溶性固形物和可溶性糖的含量进行测定,表明Sl SFP5-RNAi株系果实的可溶性固形物含量显著低于野生型果实,其中葡萄糖、蔗糖、果糖的含量显著降低,麦芽糖的含量无明显变化。3.通过转录组数据分析表明在植物激素信号转导与淀粉和蔗糖代谢途径中许多基因的表达发生了改变,这些差异基因也有较多参与了细胞膨大和细胞壁合成代谢途径。通过膜蛋白酵母双杂交体系进型筛选,经过测序、分析和文献查阅靶定到了基因Sl CYb5。通过酵母双杂交验证进一步确定了糖转运蛋白Sl SFP5可以和Sl CYb5进行相互作用,从而调控果实的发育和可溶性糖的积累。4.通过分析比对MYB转录因子家族中含有保守元件EAR motif的所有基因,从中筛选出在果实中表达量较高的Sl MYB70基因,探究该基因在番茄果实成熟过程中的功能。对Sl MYB70基因启动子进行分析,发现含有较多的乙烯响应结合元件并且能够响应乙烯和乙烯抑制剂1-MCP处理,推测其可能参与激素乙烯介导的果实成熟调控途径;包含EAR基序的Sl MYB70基因存在转录抑制活性,表明Sl MYB70作为一个转录抑制子行使功能。5.利用转基因技术获得Sl MYB70-RNAi和Sl MYB70-OE转基因材料。通过表型和相关的生理指标分析发现,Sl MYB70-RNAi株系的果实成熟提前,乙烯含量和类胡萝卜素含量增高;Sl MYB70-OE株系具有相反表型,果实成熟缓慢,乙烯和类胡萝卜素的含量显著低于野生型。乙烯三重反应进一步证明了在幼苗中Sl MYB70-RNAi株系对乙烯也更为敏感。此结果表明Sl MYB70参与激素乙烯介导的果实成熟调控途径。6.通过转录组数据分析和定量PCR验证,筛选到乙烯合成途径中两个关键的基因Sl ACS2和Sl ACO3。在Sl MYB70-RNAi果实中这两个乙烯合成基因的表达水平显著增高,在Sl MYB70超表达果实中的表达水平则显著下降。通过酵母单杂交、EMSA、Ch IP-PCR和双荧光素酶报告基因体系在体外和体内证明了Sl MYB70可以抑制乙烯合成基因的表达从而调控番茄果实的成熟。综上所述,本论文明确了糖转运蛋白基因Sl SFP5可以调控番茄果实大小和可溶性糖的积累;转录因子Sl MYB70作为转录抑制子靶向结合乙烯合成基因Sl ACS2和Sl ACO3的启动子上调控激素乙烯的合成从而影响果实的成熟。糖转运蛋白基因Sl SFP5功能的探究对阐明果实发育和糖积累的调控具有十分重要的作用,同时也为番茄果实风味品质的遗传改良提供了理论基础。转录因子Sl MYB70负调控果实成熟的研究进一步完善和丰富了乙烯介导的果实成熟调控网络,明确了一个果实成熟转录调控的不同类型,同时揭示了MYB转录因子和转录抑制子在果实成熟的重要调控作用。