MADS-box蛋白家族是一类广泛分布于真核生物中的庞大的转录因子家族，在高等植物中主要调控了花器官的形成、开花时间等生殖生长发育过程。2002年，Vrebalov等发现番茄（Solanum lycopersicum）成熟突变体rin(ripening inhibitor)果实不能成熟的现象是由一个SEPALLATA类MADS-box基因SlMADS-RIN发生突变引起的。SlMADS-RIN基因在果实成熟调控中作用于乙烯的上游，是已知影响果实成熟的最早作用因子，这一研究开辟了人们对MADS-box基因调控果实成熟的探索。为进一步分析MADS-RINs及其他MADS-box基因对果实成熟的影响，本研究拟从两方面入手:一方面从辣椒（Capsicum annuum）中克隆了SlMADS-RIN的同源基因——CaMADS-RIN，并将其异源转化入番茄果实成熟突变体rin，初步研究辣椒MADS-RIN基因的功能;另一方面，根据前人的研究及生物信息学技术，筛选出两个可以与SlMADS-RIN互作的番茄SEPALLATA蛋白——SlMADS1和SlMBP21，拟通过转基因技术及酵母双杂交技术分析这两个蛋白的功能。本研究主要内容包括：　　⑴从辣椒中成功克隆了SlMADS-RIN的同源基因CaMADS-RIN。实时定量PCR结果表明，与SlMADS-RIN的表达模式相似，CaMADS-RIN基因只在成熟的辣椒果实中大量表达，表明该基因与果实成熟有密切关系。通过构建CaMADS-RIN的超表达载体及农杆菌介导的植物转基因技术将辣椒CaMADS-RIN基因异源转化入番茄果实成熟突变体rin中，结果发现，转基因番茄果实部分恢复了成熟表型，并表现出类胡萝卜素积累量升高、果实成熟提前、果实变软、乙烯合成量升高等生理生化变化。实时定量PCR结果表明，CaMADS-RIN影响了包括类胡萝卜素合成基因(PDS及ZDS)，细胞壁代谢基因(PG、EXP1及TBG4)和脂肪酸代谢基因（TomLoxB及TomLoxC）在内的果实成熟相关生理生化代谢基因的表达。此外，转基因番茄果实中乙烯合成基因(ACS2及ACO1)、乙烯响应基因(E4及E8)等乙烯相关果实成熟基因及非乙烯相关果实成熟基因(HDC及Nor)的表达水平都较rin突变体显著升高，表明CaMADS-RIN同时影响了乙烯及非乙烯相关的果实成熟过程。另外，酵母双杂交结果显示，CaMADS-RIN与SlMADS-RIN相似，可以与番茄的两个果实成熟转录因子TAGL1、TDR4及其自身相互作用。这些结果表明，CaMADS-RIN基因在番茄中与SlMADS-RIN的功能相似，都在乙烯的上游发挥作用，参与了果实成熟的调控，为进一步探索CaMADS-RIN基因在辣椒中的功能及分析MADS-RINs与非呼吸跃变型果实成熟的关系奠定了基础。　　⑵有研究表明，MADS-box蛋白通常以同源或异源二聚体的形式发挥调控作用，理论上可能还存在其他MADS-box家族成员与SlMADS-RIN相互作用，并共同影响果实成熟。因此，本研究在番茄中筛选了两个可以与SlMADS-RIN互作并与SlMADS-RIN高度同源的MADS-box蛋白----SlMADS1和SlMBP21。实时定量PCR结果显示，SlMADS1在果实中大量表达，并且其表达量随着果实的成熟逐渐减低。本研究构建了该基因的RNAi沉默载体及超表达载体，并通过农杆菌转化了野生型番茄AC++。结果显示，沉默转基因番茄果实成熟时间较野生型提前大约4～6天。实时定量PCR结果表明，乙烯合成基因(ACS2、ACO1及ACO3)及乙烯响应基因(E4和E8)在沉默转基因果实中显著上调，而在超表达转基因果实中受到明显抑制。乙烯合成测定结果显示，沉默转基因果实的乙烯合成量较野生型高3倍左右，而超表达转基因果实的乙烯释放量仅为野生型的40％。这些结果表明，SlMADS1抑制了乙烯的合成，进而抑制了果实成熟过程。这一功能与SlMADS-RIN相似，都在乙烯上游发挥作用影响了果实的成熟。酵母双杂交结果显示，SlMADS1与SlMADS-RIN之间存在相互作用。这些结果表明，SlMADS1可能通过与SlMADS-RIN相互作用，减弱了SlMADS-RIN的功能，从而影响了乙烯的合成，最终作为抑制子调控了番茄的果实成熟。迄今为止，SlMADS1是MADS-box家族中报道的第一个果实成熟抑制子，为全面阐明MADS-box基因对果实成熟的调控机理奠定了基础。　　⑶SlMBP21是一个与SlMAS-RIN和SlMADS1都高度同源的SEPALLATA基因。但与后两者不同的是，该基因在花及花序分生组织和离区中大量表达，而在果实中的表达没有明显规律，表明该基因可能并不参与调控果实成熟。但为了探索MADS-box基因功能的多样化及该基因的生理功能，本文对SlMBP21基因进行了进一步研究。结果发现，农杆菌介导的沉默转基因番茄表现出花序高度分支、花柄离区被显著抑制及萼片变大的现象。利用实时定量PCR技术对花序发育相关基因及离区发育相关基因表达水平的检测结果表明，3个花序发育相关基因(AN、FA及SFT)及4个离区发育相关转录因子基因（BL、WUS、LS及GOB）的表达在转基因植株中受到显著影响。酵母双杂交结果显示，SlMBP21可以与两个离区调控因子JOINTLESS及MC分别相互作用。这些结果表明，SlMBP21在萼片、花序及离区的发育过程中发挥着至关重要的调控作用，为进一步分析该基因的功能及利用该基因培育高产作物奠定了基础。