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泛素介导的蛋白质降解途径参与调节植物各个阶段的生理活动,包括种子发育、防御调节、激素信号转导、花发育和光形态建成等。SCF E3泛素连接酶在该途径中主要负责靶向识别底物,而CAND1参与调控SCF E3泛素连接酶的活性,影响植物的生长发育过程,但具体调控机制还不是很清楚。因此,对CAND1基因的生物学功能进行研究,有利于进一步了解CAND1基因对植物生长发育的调控机制。本研究分析CAND1基因在番茄中的表达特征,并利用RNAi干扰技术获得SlCAND1沉默表达转基因株系,对其生物学功能和具体的分子调控机制进行研究分析。研究结果如下:(1)分离出番茄SlCAND1基因,分析显示,其包含29个外显子,编码了一个含1229个氨基酸的蛋白。分析番茄SlCAND1和拟南芥AtCAND1序列,表明他们具有一致的HEAT重复和TIP120结构域。构建系统进化树,进一步分析显示该基因在进化上比较保守。(2)使用定量PCR对SlCAND1基因的表达模式分析表明,SlCAND1在番茄叶片不同发育时期的表达变化以及在花和果实中的动态表达特征表明该基因对调控叶片和果实生长发育具有一定的调控作用。(3)构建SlCAND1基因沉默载体,使用农杆菌对番茄外植体进行遗传转化获得SlCAND1沉默植株。观察SlCAND1沉默植株发现,其表型和野生型有显著差异。(4)SlCAND1沉默植株出现矮化、开花和果实成熟时间提前。检测发现调控GAs和生长素信号通路的相关基因发生变化,表明SlCAND1基因可能主要通过调节GAs和生长素等植物激素的信号转导路径来调控植株的生长发育。(5)使用不同浓度的GAs和IAA处理转基因和野生型幼苗,结果表明,GAs和IAA均可使转基因幼苗的根部表型恢复至正常,这表明SlCAND1可能通过调控GAs和IAA来影响番茄根的生长发育。(6)SlCAND1转基因种子在萌发的时候,表现出萌发率低和萌发速度慢的特点。实时荧光定量PCR检测结果表明,GAs受体GID1的表达水平下调,说明,SlCAND1可能通过负调控GAs的信号路径来影响种子萌发。以上结果表明,SlCAND1在番茄植株高度、根的形态发育、种子萌发、花和果实的发育过程中发挥不可或缺的作用,对揭示SlCAND1调控植株矮化、种子萌发、根的形态、花和果实发育的分子机制有重要的生物学意义。