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番茄(Solanum lycopersicum Mill),属典型的呼吸跃变型浆果类果实,其果实在后熟过程中具有明显的色泽变化,是研究果实后熟机理的良好模式果实。WRKY作为植物中最大的调控转录因子家族之一,在衰老进程和植物发育中的作用研究目前主要集中在一些模式植物中,如拟南芥、烟草、水稻等。虽然人们对番茄果实的成熟机制进行了大量研究,但仍然存在很多不够清楚的地方。迄今为止,WRKY转录因子在果实中参与调控番茄果实的生长发育及色泽变化的研究仍然鲜有报道。本课题组前期研究发现,几个番茄WRKY基因在果实后熟过程中表达上调,并对色泽变化相关基因具有一定的调控作用。本论文进一步探讨与后熟进程密切相关的WRKY16、WRKY17、WRKY53、WRKY54的表达调控与复杂调控网络的关系,利用突变体番茄rin、nor、gr、nr和野生型红艳番茄为材料,分析这些WRKY基因的表达规律,同时运用酵母单杂交和烟草瞬时表达方法,分析RIN、NOR和ERF1等关键后熟转录因子对这些WRKY基因的调控,以明确WRKY16、WRKY17、WRKY53、WRKY54转录因子与后熟复杂调控网络的关系。主要结果如下:(1)比较了外源乙烯处理对野生型番茄果实红艳和4个突变体番茄果实后熟过程的影响。外源乙烯处理可促进红艳果实后熟衰老进程,果实很快褪绿转红和逐渐变软。rin与gr绿熟番茄果实经乙烯处理后,硬度与色泽没有出现明显的变化。nor与nr绿熟番茄果实经乙烯处理后,后期果实逐渐变软褪为黄色。从上述结果可知,乙烯处理对这些突变体的生理作用可以大致分为以下几类:对乙烯不敏感,外源乙烯不能恢复其后熟,如rin和gr;外源乙烯能较大程度恢复果实的后熟,如nor;外源乙烯能部分恢复后熟如nr。(2)研究了WRKY16、WRKY17、WRKY53、WRKY54转录因子在4种突变体番茄果实后熟中的表达规律。WRKY16和WRKY17、WRKY53在红艳番茄果实中受乙烯诱导大量表达,而乙烯对WRKY54诱导效果较小。WRKY16、WRKY17基因在rin、nor、nr、gr四种突变体果实中均表达上调,WRKY53基因除gr突变体外均表达上调,WRKY54基因除nor突变体外均表达下调,说明可能在重要后熟转录因子缺失时,这些基因参与后熟调控。(3)利用荧光素酶系统,研究RIN、NOR、ERF1等转录因子对WRKY16、WRKY17、WRKY53、WRKY54启动子活力的调控。结果显示,RIN、NOR、ERF1转录因子对WRKY16、WRKY17、WRKY53均表现正向调控,RIN、ERF1转录因子对WRKY54为负调控。NOR转录因子对WRKY54调控不明显。(4)利用酵母单杂交研究了RIN、NOR、ERF1与WRKY16、WRKY17、WRKY53、WRKY54启动子的互作。结果表明,RIN、NOR、ERF1与WRKY17均互作,RIN、ERF1与WRKY53互作。说明RIN、ERF1对WRKY17、WRKY53具有调控作用,NOR仅对WRKY17存在互作。上述结果表明SlWRKY16、17、53和54基因与番茄后熟过程紧密相关,SlWRKY17、WRKY53基因受后熟重要转录因子的调控,参与后熟调控过程并起重要作用,SlWRKY16、WRKY54具体调控机制仍需进一步探究。