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设施栽培中的环境温度常出现剧烈的变化,极端的高温和低温已经成为限制番茄(Solanumlycopersicum)等设施作物生长发育的主要环境因素。组蛋白乙酰化修饰是参与基因表达的重要表观遗传调控机制之一,它与植物的生长发育和逆境响应等过程密切相关。组蛋白去乙酰化酶(HDACs)在去乙酰化作用中起主要的催化作用,并且在干旱和盐害等胁迫的响应中发挥重要功能,但是其在温度胁迫中的作用尚不清楚。因此,研究番茄HDACs在温度胁迫中的功能及其机制具有重要的理论和现实意义。本文以番茄为实验材料,通过基因表达分析筛选出对高温、低温响应的HDACs基因,利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)研究了HDACs对于温度胁迫响应的调控作用,并阐明了 HDACs的功能与脱落酸(ABA)和油菜素内酯(BR)信号途径的联系。取得的主要研究结果如下:1.明确了番茄HDACs基因家族在高温胁迫响应中的功能出现分化。通过与拟南芥中的HDACs基因进行序列比对,鉴定出番茄中的HDACs基因,并构建了系统进化树;对普通番茄植株进行高温处理,发现HDA4 HDA5、HD46、HDA10、HDT2和SRT1的表达量显著上调,推测这6个去乙酰化酶基因参与了番茄的高温胁迫响应;采用VIGS技术分别将基因HDA4、HDA5、HDA6、HDA10、HDT2和SRT1沉默,并进行高温处理,根据光化学效率和电解质渗透表明,沉默HDA4或HDA5导致番茄高温抗性提高,而沉默HDT2或SRT7导致番茄高温抗性降低;与对照相比,SRT7基因沉默植株的脱落酸(ABA)含量显著降低,且只有SRT7基因沉默植株的ABA含量和对照之间差异显著。以上结果表明,去乙酰化酶SRT1可能通过调控ABA的代谢来提高番茄的高温抗性,而HDA4、HDA5和HDT2调控高温抗性的机制尚不清楚,有待进一步研究。2.明确了 SRT1通过调控ABA的代谢来提高番茄的低温抗性。对普通番茄植株进行低温处理,发现去乙酰化酶基因SRT1的表达量显著上调,推测其参与番茄的低温胁迫响应;采用VIGS技术将基因SRT1沉默,并进行低温处理,根据光化学效率和电解质渗透表明,SRT1基因沉默植株的低温抗性显著降低,与对照相比,SRT7基因沉默植株的ABA含量显著降低;同时,SRT1基因沉默植株中ABA合成基因NCED1\NCED2的表达量显著降低,而ABA降解基因CYP707A2的表达量显著增加。以上结果表明,去乙酰化酶SRT1可能通过促进ABA的合成以及抑制ABA的降解来提高植株的ABA含量,从而正调控番茄的低温抗性。3.明确了 SRT1在调控番茄低温抗性中与BR信号途径的关系。利用烟草瞬时过表达,发现番茄的SRT1只定位在细胞核中;经过酵母双杂实验和双分子荧光互补实验,明确了 SRT1与BR信号途径的转录因子BZR1可以发生蛋白互作,并能共定位于细胞核;低温处理后,BZR1的CRISPR基因编辑突变体的低温抗性最弱,而过量表达BZR1的转基因番茄低温抗性最强;以普通番茄CR和OE-BZR1-17-3#为背景材料,利用VIGS技术将基因SRT11沉默,低温处理后,根据光化学效率和电解质渗透表明,pTRV-TRV(OE-BZR1-1 7-3#)低温抗性最强,但BZR1介导的低温抗性由于SRT7基因的沉默而完全消失;ABA的含量与低温抗性相一致,pTRV-TRV(OE-BZR1-17-3#)低温下的ABA含量最高,而沉默SRT1后,ABA含量显著降低,这与ABA合成基因NCED1和NCED2表达下调,以及ABA降解基因CYP707A2表达上调有关。以上结果表明,去乙酰化酶SRT1不仅可以直接调控ABA降解基因CYP707A2的表达,也可能通过与BZRI互作,调控ABA合成基因NCED1、NCED2的表达,提高了植株体内的ABA含量,从而提高番茄的低温抗性。