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番茄(Solanum lycopersicum)是非常重要的蔬菜作物,也是研究果实发育、成熟和形状的模式植物。果实形状作为番茄的重要外观品质,直接影响果实的商品价值。OVATE family proteins(OFPs)是植物特有的蛋白家族,在调控植物生长发育尤其是果实的发育方面起着非常重要的作用。番茄的OFP家族包含31个成员,但目前除了OVATE被证明可以调控番茄果实的长度之外,其余OFP家族成员中SlOFP20在开花当天的花中表达量最高。为了明确SlOFP20是否在番茄果形调控方面起作用,本研究克隆了SlOFP20基因,构建了SlOFP20的过表达及沉默表达载体,并分别遗传转化番茄,获得了过表达转基因株系,初步明确了其在番茄果实发育中的作用。主要研究结果如下:1.生物信息学分析发现,SlOFP20的DNA序列无内含子,S1OFP20定位在细胞核中且OVATE结构域位于第259-315个氨基酸之间。SlOFP20的ATG上游2Kb区域共有22个顺式作用元件,其中能够与MYB转录因子结合的有1个,能够参与调控赤霉素、生长素生物合成的顺式作用位点有3个。2.同源进化分析发现,S1OFP20与土豆中的两个蛋白Sotub06g033250和Sotub09g016020同源性最高。在其同源蛋白中,拟南芥AtOFP1、番茄S1OVATE和水稻OsOFP22都参与调控器官的形状,推测S1OFP20也可能调控番茄果实的形状。同时,组织表达模式分析表明,SlOFP20在野生型开花当天的花和子房中的表达量都很高,其次是在根、幼叶中的表达量相对较高,在茎中的表达量最低。3.根据番茄基因组网站上SlOFP20的序列设计引物,利用同源克隆的方法获得该基因,构建其过量表达载体pROKII-35S:.SlOFP20及沉默载体pHB-RNAi-SlOFP20,通过农杆菌介导法进行番茄遗传转化。通过PCR鉴定成功获得了 15个T1代过表达株系。4.SlOFP20过表达株系的幼叶中,SlOFP20的表达量与野生型相比显著升高,而叶形指数则显著低于野生型。组织学分析结果表明,转基因株系的功能叶细胞大小和形状与野生型相比没有显著的变化,所以SlOFP20很可能通过调控叶片发育过程中不同方向上细胞的数目进而调控叶片形状。5.SlOFP20过表达株系子房中,SlOFP20的表达量与野生型相比显著降低,但子房和成熟果实的果形指数显著高于野生型。组织学分析结果表明,与野生型相比,转基因番茄果皮近轴端细胞变小,远轴端细胞变大。同时近轴端果肉细胞变得细长,远轴端果肉细胞没有明显的变化,说明SlOFP20可能通过影响番茄果实细胞形状和分布来调控果实的形状。6.与野生型相比,SlOFP20过表达株系的单果重、株高及初花节位均显著降低,但种子千粒重、根系活力、茎粗及花朵形态与野生型无显著差异。7.利用转录组测序分析了转基因株系和野生型开花当天的子房的差异基因。GO功能富集分析和KEGG富集分析均表明,SlOFP20可能通过影响细胞分裂和细胞周期相关基因的表达来调控番茄果实的形状。