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果实的形成和发育过程需要一系列严格的机制来调控,是一个复杂而有序的生化和分子改变的过程。生长素,作为一种植物激素在调控这些变化中起着重要作用,但生长素在果实形成和发育过程中的具体作用机制研究的还不是很透彻。已有研究显示在番茄果实形成和发育过程中,控制生长素信号转导的生长素应答因子(ARF)和生长素/吲哚-3-乙酸(Aux/IAA)家族基因发挥着重要作用。一些ARFs已被证明参与果实的形成和发育过程,并发挥着重要作用。生长素响应因子SlARF10是番茄ARF家族成员之一,我们研究发现SlARF10基因在番茄果实发育过程中发挥着重要功能。首先,氨基酸序列比对分析表明,SlARF10具有典型的ARF保守结构域:B3-DNA结构域、ARF结构域,AUX/IAA结构域,初步表明SlARF10应该属于ARF家族。亚细胞定位研究发现SlARF10是一个定位于细胞核内的蛋白,但是研究发现该蛋白不具备转录激活活性。采用番茄基因表达数据库在线分析和定量PCR技术分析SlARF10基因的组织表达模式,发现该基因在番茄各个器官或组织中都有表达,但在果实发育阶段各时期中的表达水平明显高于其他组织,表明SlARF10基因可能参与了番茄果实的发育过程。为了阐明Sl ARF10基因在果实发育过程中的作用,我们构建了该基因的超表达和干扰表达载体,转化番茄,获得了T3代转基因植株,超表达转基因植株的未成熟绿果和成熟绿果表现出深绿色表型,而RNAi抑制却表现出相反的表型,未熟和成熟绿果表面颜色浅绿。分析绿果和叶片叶绿素含量,发现超表达植株的叶绿素含量明显高于野生型植株,而RNAi抑制植株同样表现出相反的情况,叶绿素含量低于野生型对照,我们的结果表明Sl ARF10基因在番茄果实发育中叶绿素的形成和积累过程发挥着重要的作用。我们进一步分析了果实中糖类物质的含量变化以及相关基因的表达情况,发现超表达植株的番茄果实淀粉、多糖和单糖含量明显高于野生型,而RNAi抑制植株则低于野生型。同时一些与淀粉合成相关的重要的限速酶基因的表达也发生了重要改变,表明Sl ARF10基因在番茄果实发育中通过影响淀粉合成相关基因的表达,从而促进了果实中糖类物质的大量积累。综上所述,我们的研究表明SlARF10基因作为番茄ARF家族成员之一,在果实发育过程中发挥着重要的作用,通过控制淀粉合成相关酶的表达,从而促进了糖类物质的积累。我们的研究进一步扩展了人们对ARF家族基因的认识,确定了ARF家族基因在番茄发育过程中发挥了重要的作用。