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番茄（Solanum lycopersicum）是世界种植最为广泛的蔬菜作物之一。番茄生产过程中容易遭受各种生物和非生物胁迫,对其产量和产品质量都造成了严重影响。栽培番茄是一种喜温作物,低于13℃的温度下生长发育缓慢、叶片萎蔫,还可能造成落花落果,果实畸形等。因此,低温是影响番茄分布、生长发育和生产力的主要非生物因素之一。此外,番茄生产还经常受到灰霉病菌（Botrytis cinerea）等生物因子的侵染。因此,挖掘与番茄耐低温性和抗灰霉病相关基因,解析基因的作用机制具有重要的研究意义。本研究以野生潘那利番茄渐渗系IL6-2为材料,采用图位克隆的方法对其在低温下表现出植株矮化、叶片坏死性状的调控基因进行定位,并进行候选基因的功能验证。现将主要研究结果总结如下:1.对50份番茄渐渗系（背景材料为M82）的表型进行观察,发现IL6-2在低温下表现为植株矮化,萎缩,叶片甚至出现坏死斑,而其他渐渗系中并没有出现该表型。生理指标测定结果显示,12℃低温下IL6-2叶片相对电导率、丙二醛含量、过氧化氢积累均极显著高于M82,而脯氨酸含量极显著低于M82,说明IL6-2对低温更敏感。2.对IL6-2和M82的幼苗低温处理0 h、24 h、48 h后,进行RNA-seq转录组分析,共鉴定到3,459个基因在M82和IL6-2之间显著差异表达,低温处理0 h、24 h、48 h分别有1,439、2,170和888个差异表达基因（DEGs）,对DEGs进行功能聚类分析,发现IL6-2与M82之间的差异表达基因显著富集在跨膜受体蛋白激酶活性、跨膜受体活性、转移酶活性、蛋白激酶活性等分子功能类,主要涉及次生代谢产物生物合成、植物激素信号转导和植物病原菌互作途径。3.为了对IL6-2低温下矮化坏死性状的调控基因进行定位,将IL6-2与M82杂交,构建F2代遗传分离群体,通过性状遗传规律分析,得出IL6-2低温下矮化坏死属于单基因隐性性状。利用遗传分离群体,开发In Del分子标记进行基因分型,连锁分析结果将候选区段粗定位至6号染色体37.95 Mb～39.14 Mb之间约640 kb范围。进一步扩大遗传分离群体,开发新的In Del分子标记进行精细定位,最终将候选区段缩小至38.68Mb～38.76 Mb之间约77.4 kb的范围内。4.根据番茄参考基因组数据库,预测候选区段内有7个ORFs,根据基因注释信息,分别为蛋白质精氨酸甲基转移酶（ORF1）、3个类受体蛋白激酶（ORF2、ORF3、ORF4）、糖基转移酶（ORF5）、过氧化物酶起源因子（ORF6）和锌指蛋白（ORF7）。通过对7个ORFs在IL6-2和M82之间的g DNA序列进行比对分析,发现在启动子、外显子、内含子区域都存在核苷酸的差异。RNA-seq分析IL6-2和M82之间差异基因的差异表达倍数,结合q RT-PCR对7个ORFs表达量分析结果,表明ORF2（Solyc06g060680.1.1）和ORF3（Solyc06g060690.2.1）在IL6-2中表达量极低,而ORF5（Solyc06g060710.2.1）在IL6-2中表达量显著上调,这3个基因在M82和IL6-2之间的相对表达量呈现极显著差异,因此将这3个基因作为调控潘那利渐渗系IL6-2低温下矮化坏死表型的重要候选基因。5.对3个候选基因分别构建超量表达载体和RNA干涉表达载体,并进行番茄的遗传转化,获得转基因植株。对转基因材料进行阳性检测和候选基因表达量分析,选择阳性且基因表达量显著上调的超量转基因株系、基因表达量显著下调的干涉转基因株系进行表型鉴定,结果表明超量表达ORF3（Solyc06g060690.2.1）基因,使IL6-2低温下矮化坏死的表型得到了恢复,表型接近于M82,12℃低温下3个超量转基因株系的株高极显著高于IL6-2,相对电导率、丙二醛含量极显著低于IL6-2,而脯氨酸含量极显著高于IL6-2。ORF2（Solyc06g060680.1.1）、ORF5（Solyc06g060710.2.1）转基因株系12℃低温下的表型与非转基因材料之间没有显著差异。因此,候选基因功能鉴定结果表明,ORF3（Solyc06g060690.2.1）即为正确的目的基因NDW,在番茄生长和耐低温性方面发挥重要作用。6.对NDW转基因株系接种灰霉菌的抗性进行鉴定,通过对离体叶片接种灰霉菌3d后病斑面积的测量及灰霉菌生长量的测定,结果表明与IL6-2相比,超表达NDW基因降低了植株对灰霉菌的敏感性,而在M82中抑制NDW基因的表达则提高了对灰霉菌的敏感性,说明NDW基因在调控番茄对灰霉菌的敏感性方面发挥一定作用。7.基因序列分析显示,NDW基因组全长序列为1122 bp,包含有两个外显子和一个内含子,编码一个342个氨基酸的蛋白质,在SGN数据库中的注释信息是一个类受体蛋白激酶（Receptor-like protein kinase）,其氨基酸序列包含一个PKC-like保守结构域。番茄NDW氨基酸序列与茄属其它作物具有高度的同源性,与马铃薯、辣椒、烟草中同源蛋白存在多处的保守结构域。系统进化树分析结果表明,NDW与茄属的马铃薯（Solanum tuberosum）亲缘关系最近,同源性约为79.12%,与茄属以外作物同源性较低。8.对NDW基因的表达模式进行分析,明确了NDW基因呈组成型表达,在番茄的根、茎、叶片、花蕾、花和果实中均有表达,其中在根和茎中的表达量较高。亚细胞定位结果显示NDW蛋白定位于细胞的质膜,同时在细胞质中也有少量表达,说明其发挥着类受体蛋白激酶的功能,负责对胞外信号进行感知并向胞内进行传导。9.分析NDW转基因株系和M82、IL6-2中涉及ABA合成代谢、分解及信号转导通路相关基因的表达水平,结果表明NDW基因上调了部分ABA受体基因、信号转导正向调控基因、合成相关基因的表达水平,下调了部分ABA信号转导负向调控基因,分解相关基因的表达水平,说明NDW基因与ABA的积累有关,可能通过依赖ABA途径调控植物的生长发育及逆境胁迫应答。