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甜菜碱是植物体内合成的重要的渗透调节物质,研究表明,甜菜碱不仅能够在逆境胁迫的情况下提高植物的抗逆性,而且还能在正常条件下促进植物生长。甜菜碱醛脱氢酶BADH和胆碱氧化酶COD是与甜菜碱合成有关的两种关键酶。甜菜碱作为一种重要的保护物质,参与植物对许多环境胁迫的响应。早期研究表明,转cod A番茄能够合成甜菜碱,在没有胁迫的正常条件下对种子萌发和幼苗生长均无负面影响,不仅如此,还会在生殖阶段促进花序的生长和种子的产生,在花和果实发育中作用尤为明显,增加了花和果实的大小。因此探究不同甜菜碱合成途径关键酶的转基因番茄的果实发育过程及甜菜碱对果实发育的影响机理具有重要意义。本研究以野生型番茄、转cod A番茄和转BADH的番茄为材料,探究甜菜碱对番茄果实发育的影响,主要结果如下:(1)在正常条件下,转cod A和转BADH番茄较WT番茄植株具有更大的花和果实。(2)在幼苗和开花坐果期,转cod A和转BADH番茄比WT番茄具有更高的叶片净光合速率(Pn)以及叶绿素含量。转基因和野生型番茄的叶片的光化学效率无显著差异。(3)与WT番茄相比,转cod A和转BADH番茄叶片中具有较高的蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性,叶片和果实中可溶性糖、淀粉以及蛋白质的含量也高于野生型。(4)q RT-PCR分析表明,与WT番茄相比,转cod A和转BADH番茄的果实中,一些与果实生长发育相关的基因具有更高的表达水平,如:蔗糖水解相关的基因CWINV;蔗糖转运蛋白基因LESUT1和LESUT2;细胞有丝分裂相关基因WEE1、IMA、fw2.2、CDKA1和CDKB;生长素相关基因IAA9和CTD1。这些结果表明,甜菜碱有可能通过调控参与果实发育的相关基因,从而调控果实发育。(5)激素含量测定结果表明,转cod A和转BADH番茄中生长素IAA、细胞分裂素IPA和油菜素内酯BR的含量显著高于WT番茄。(6)转录组测序结果表明,转cod A和转BADH番茄和野生型WT番茄的果实中差异基因主要集中在光合天线蛋白通路,以及DNA复制、生物合成、植物激素信号转导、糖酵解和甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸等的代谢通路中。高通量转录组测序结果为研究甜菜碱促进番茄果实发育的机理提供了进一步的参考。