苯丙烷类物质是植物中以苯丙氨酸为底物经过一系列酶催化反应生成的以芳香环为基本骨架的一大类次生代谢物质。它们能够保护植物抵抗各种生物及非生物胁迫,例如提高植物抗旱、抗寒、抗盐以及对多种病虫害的抵抗力。本研究通过从番茄及龙葵两种茄科植物中分离多个MYB、b HLH、WD40转录因子,研究其对于番茄中苯丙烷类物质的合成影响,从而为培育高苯丙烷含量的番茄品系以及为后期进行转基因番茄抗病虫害研究提供重要的研究基础。主要研究结果如下:本研究首先将三种转At MYB12(A)、Ros1/Del(DR)、At MYB12/Ros1/Del(ADR)基因番茄进行苯丙烷物质含量检测,发现转ADR基因型番茄中三种苯丙烷类物质(黄酮醇、咖啡酰奎尼酸、花青素)含量都高于A型和DR型番茄。针对其含量差异我们设计比对方案进行了转录组测序分析,分别筛选出5个(4个上调、1个下调)、9个(6个上调、3个下调)、1个(下调)与黄酮醇、花青素、咖啡酰奎尼酸合成相关转录因子。进一步通过对候选基因在转基因果实不同发育阶段中表达量检测,发现其表达调控趋势与测序结果一致,而其中4个候选基因能够与At MYB12、Rosea1发生互作,这些结果进一步对候选转录因子的调控功能进行了验证及解释。后期本研究将主要探索候选转录因子转入番茄之后调控苯丙烷合成以及苯丙烷物质提高后对于转基因番茄的抗病抗虫性影响。同时,在另一种茄科植物龙葵中我们首先检测到其果实中花青素含量高达3.95mg/g,同时发现不同果实部位花青素含量及其抗氧化能力存在明显正相关性(r=0.93)。通过RACR-PCR的方法在龙葵基因组序列未知的情况下获得了与花青素合成相关候选转录因子Sn MYB,蛋白序列分析发现其含有3个典型的花青素调控结构域。当其在烟草中瞬时表达时能够成功诱导烟草花青素的合成(1.03 mg/g),从而证实了Sn MYB对于龙葵花青素的正调控功能。该研究结果为从龙葵中分离更多花青素作为天然植物抗菌物质进行植物病虫害防治以及为今后利用Sn MYB培育高花青素含量番茄品系提供了重要的研究基础。接着本研究为了更有效地提高At MYB12转录因子对于番茄中苯丙烷物质的合成调控,将不同果实特异性启动子E8、E4、2A12、PG分别连接At MYB12基因在番茄果实中特异性表达,发现其相应转基因番茄中At MYB12基因表达量分别为野生型的21.55、5.43、7.78、6.45倍,同时对应的苯丙烷物质总含量分别为野生型的15.51、6.41、5.44、4.29倍,这暗示不同果实特异性启动子能够不同效率地驱动At MYB12基因表达及其对苯丙烷物质的合成调控,这部分研究结果有利于我们选择高效的启动子用于候选转录因子基因在番茄中进行遗传转化时最高效地表达调控。最后,本研究将SlMYB12基因与番茄果实特异性启动子E8连接构建转化载体,进行了三个番茄品种的遗传转化。结果发现3种野生型番茄中黄酮醇物质含量及抗氧化能力存在明显的正相关关系(r=0.96),而黄酮醇含量又与其抗氧化能力成明显正相关关系(r=0.99)。在3种转SlMYB12基因番茄中黄酮醇物质含量得到了明显提高,同时发现SlMYB12基因表达量与芦丁及山奈酚芸香糖苷等黄酮醇物质含量也成明显的正相关关系(r=0.98,r=0.95),这些结果充分表明SlMYB12基因不仅可以调控黄酮醇物质合成,同时可以作为一种内源标记基因用于筛选高黄酮醇物质含量及高抗氧化能力的番茄品系,该结果为后续选择优良的番茄品系进行苯丙烷相关候选基因的遗传转化时最大程度提高苯丙烷物质含量提供了必要的研究基础。