叶绿体是植物进行光合作用的主要场所,对农作物的产量和品质起着关键作用。在前期研究工作中,我们克隆了番茄中SlFolB基因,发现SlFolB基因编辑后,番茄株系叶片出现明显黄化现象,叶绿体发育异常。本研究在此基础上,进一步深入研究SlFolB在番茄中调控叶绿体发育的分子机制。通过创制SlFolB基因的沉默株系和过表达株系进行表型鉴定、时空特异性表达分析、叶酸含量测定、初级代谢分析,并利用转录组数据和全基因组DNA甲基化测序数据进行联合分析,解析SlFolB调控番茄叶绿体发育的分子机理,为培育高产优质番茄品种、农作物遗传改良提供重要的候选基因和理论基础。主要研究结果如下:1、SlFolB基因全长2622 bp,包含两个外显子,CDS序列全长393 bp,编码130个氨基酸,包含一个FOl B保守结构域,编码二氢新喋呤醛缩酶。2、GUS染色和qRT-PCR结果显示,SlFolB在番茄的根、茎、叶、花、果实中均有表达,表明SlFolB在番茄整个发育过程中发挥着至关重要的作用。亚细胞定位结果显示,SlFolB定位在叶绿体和细胞核中,说明SlFolB可能参与了核基因组和叶绿体基因组的互作,参与叶绿体的发育。3、叶绿体发育表型鉴定。与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi株系的叶片表型出现明显黄化现象,过表达株系叶片表型无显著变化。透射电镜结果显示,与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi株系叶片的栅栏组织叶肉细胞中叶绿体发育异常、叶绿体的数量较少、质体球数量增多,说明叶绿体的发育产生了严重的缺陷。另外,叶绿素含量和叶绿素荧光测定结果显示,与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi株系叶片叶绿素含量显著降低,光合效率显著下降,而超表达株系叶绿体中的淀粉粒变大。以上结果表明SlFolB对番茄叶绿体的正常发育至关重要。4、叶酸含量测定（LC-MS）结果表明,与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi株系叶片中的叶酸合成发生了异常,其中四氢叶酸THF显著降低,没检测到5-甲基四氢叶酸;另外,与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi株系果实中的二氢叶酸DHF、四氢叶酸THF显著降低,5-甲酰基四氢叶酸5-CHO-THF显著降低;此外,5-甲酰基四氢叶酸与SlFolB参与调控叶酸合成,野生型AC和过表达OE株系果实中的叶酸5-CHO-THF显著高于野生型AC。以上结果表明SlFolB参与番茄叶片和果实中叶酸的合成、积累。5、产量测定结果表明,与野生型番茄Alisa Craig相比,过表达SlFolB显著提高植株果实产量,SlFolB基因沉默RNAi株系显著降低果实产量。与野生型番茄Alisa Craig平均每株产量（1.19 kg）相比,RNAi株系平均每株产量（0.48 kg）显著下降了59.4%,过表达SlFolB植株平均每株产量（1.52 kg）显著提高了27.5%。6、果实初级代谢（GC-MS）结果表明,与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi株系叶片和果实中主要的可溶性糖（葡萄糖、果糖和蔗糖）的含量显著降低,而过表达株系无显著性变化。7、转录组数据KEGG富集分析,发现一些参与调控光合作用、光合相关核基因和卟啉叶绿素代谢相关的差异表达基因。与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi株系中大多数差异表达基因显著降低,qRT-PCR结果验证了光合相关核基因（LHCB1.1、LHCB1.2、LHCB2.4）和卟啉叶绿素代谢相关基因（PORA）的转录水平显著下降,与转录组数据结果一致。8、全基因组DNA甲基化测序结果表明,与野生型番茄Alisa Craig相比,RNAi5株系DNA甲基化水平降低。其中,光合相关核基因（LHCB1.1、LHCB1.2、LHCB2.4）基因启动子区域和和卟啉叶绿素代谢相关PORA基因编码区的DNA甲基化水平都有显著升高。以上结果表明,SlFolB通过表观遗传精细调控光合相关核基因,进而参与调控番茄叶绿体发育。