番茄起源于秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚等地的安第斯山地带。最初作为观赏植物栽培,后继传入世界各地并在18世纪中叶开始作为食用作物栽培。番茄具有丰富的营养价值,其中番茄红素具有独特的抗氧化能力,现在番茄已经成为人们生活中不可或缺的一种蔬菜。但是在番茄生长过程中,逆境环境(干旱、洪涝和土壤盐渍化等)的出现会导致番茄产量和品质的大幅降低,严重制约农业经济的发展。植物生长素在植物整个生长发育过程中都发挥着重要的作用,包括促进细胞的生长和分化、顶端优势、向重力性和促进果实的发育。生长素的作用与其浓度和分布有着密切的联系,而其分布取决于生长素的极性运输。番茄PIN蛋白家族是一种公认的生长素输出载体,在一定条件下可对生长素的极性运输产生调控作用。研究显示逆境环境胁迫可以造成生长素极性运输的应激反应,改变PINs蛋白的下游调节,进而影响植物的抗逆特性。在团队前期的研究中,发现番茄多个PIN家族成员对包括干旱和高盐逆境胁迫应答显著,且Sl PIN1的沉默降低了番茄植株的抗旱性,说明该家族成员与植物抗旱和抗盐胁迫应答密切相关,为了进一步明确该家族基因在两种逆境下的应答机制及筛选出具有抗逆调节能力的家族成员,本研究将以前期番茄抗旱和抗盐胁迫应答转录组数据为基础,对番茄Sl PIN家族进行抗逆应答调控网络分析,同时对部分家族成员进行抗旱和耐盐功能研究,为番茄抗旱和耐盐机理研究以及抗逆育种实践奠定基础。主要研究结果如下:1.以番茄干旱和盐胁迫应答转录组数据为基础,进行生物信息学分析,GO分析发现Sl PIN家族成员主要参与细胞膜相关及生长素运输相关功能,但KEGG未能富集到某一条通路上。2.在转录组数据中对Sl PIN家族成员互作关联基因进行调取,获得146个关联基因,GO分析显示这些基因除参与生长素运输外,还与离子交换、DNA结合以及MAPK磷酸化等功能相关,KEGG分析则主要富集在植物激素信号转导途径以及氮代谢通路等。3.通过对146个关联基因进行互作网络分析,获得4个互作复合体模块,进一步筛选获得了9个具有10个互作因子以上的重要关联基因,这些基因均集中在生长素信号通路。4.对最终筛选出的5个重要关联基因,采用荧光定量PCR方法,进行干旱胁迫和盐胁迫下表达模式验证,结果与转录组数据吻合。5.通过外源ABA诱导,发现几乎所有成员都发生了迅速上调表达,其中Sl PIN3上调后下降较慢,受ABA影响时间最长。6.分别对Sl PIN3、Sl PIN6和Sl PIN7进行了VIGS基因沉默,结果发现3个基因沉默后的植株均出现了抗旱能力下降,Sl PIN3和Sl PIN6基因沉默可导致植株耐盐能力下降,Sl PIN7沉默对植株耐盐性影响较小。