荔枝(Litchi chinensis Sonn.)原产于我国南部,是我国华南地区广泛栽培的特产水果,具有较高的经济价值,是我国在国际市场上最具竞争力的水果之一。荔枝果实采后迅速褐变极大地缩短了荔枝的货架期,降低其商品价值,是制约荔枝贸易和产业发展的主要因素。新鲜荔枝含水量高达75~95%,这是维持荔枝果实正常生理代谢和新鲜品质的必要条件。荔枝果实的外果皮覆盖着极为细密的蜡质膜,能防止水分的散失。本课题组前期研究表明,采后容易褐变的糯米糍荔枝果皮的蜡质含量比不易褐变的桂味荔枝的低,并探讨了蜡质合成相关基因在荔枝果实采后的表达模式。本文进一步克隆了荔枝蜡质合成相关的两个的关键基因Lc WIN1和Lc LACS4全长,探讨了其亚细胞定位并在番茄植株中过表达,通过比较野生型株系、过表达植株的表型及蜡质合成的变化,鉴定了这两个基因的功能。主要研究结果如下:(1)克隆了两个与蜡质合成相关的关键基因Lc WIN1和Lc LACS4全长,通过在烟草叶片的瞬时表达,表明Lc WIN1定位在细胞核,Lc LACS4定位在细胞内质网。(2)构建了p B2GW7-35s-Lc WIN1/LCLACS4过表达载体,转入到野生型Micro Tom番茄中,野生型和转空载番茄果实呈现圆形,而转基因番茄果实呈现葫芦形,胎盘形等畸形。这可能是由于转基因番茄果实表面蜡质层加厚引起的。(3)转基因番茄叶片和果实中蜡质的总量比野生型番茄的均有明显升高。且转基因番茄叶片上、下表皮毛的密度、长度均大于对照,表皮毛的基部直径较对照增大;转基因番茄叶片气孔密度以及果实的皮孔密度均较对照减少;同时,转基因株系叶片气孔以及果实皮孔表面均覆盖较厚的蜡质晶体。蜡质组分也有所变化。主要表现为烷烃类、醛类物质增多,而初级醇、酮类物质含量降低。(4)经干旱处理后,转基因番茄比野生型Micro Tom番茄植株组织中脯氨酸含量多、丙二醛含量少、相对电导率低、相对含水量多,并且,转基因番茄比野生型番茄果实的失重率明显降低。多重逆境生理指标证明,过表达Lc WIN1和Lc LACS4能够显著提高植株的抗旱性。综上所述,在番茄中过表达荔枝果皮蜡质合成相关基因Lc WIN1和Lc LACS4,能够提高转基因株系的蜡质总量,同时改变植株叶片及果皮蜡质的结构及组分含量。植株蜡质含量增多,能够有效提升自身抗旱性。说明Lc WIN1和Lc LACS4参与荔枝果皮蜡质的生物合成,是荔枝果皮蜡质合成的关键基因,过表达Lc WIN1和Lc LACS4能够显著提高植物表皮蜡质的含量,同时增强植株的抗旱性。