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番茄(Solanum lycopersicum)以其果实具有丰富的营养价值和独特的风味而深受人们喜爱,是被广泛种植的蔬菜之一。ERF转录因子家族属于AP2/ERF超家族,研究表明其广泛参与了植物的生长发育、激素信号转导和胁迫应答等过程。基于番茄基因组测序的完成,已有学者对番茄AP2/ERF超家族进行了家族鉴定,但随着番茄基因组数据库的更新,更全面地鉴定番茄AP2/ERF超家族成员,丰富其成员信息,对挖掘未知基因的功能具有重要意义。本研究对番茄AP2/ERF超家族成员进行了更新,对ERF家族基因进行了染色体定位、保守基序、基因结构、启动子顺式作用元件及其对灰霉菌和生长素处理响应的分析,并进一步通过番茄转基因材料对SlERF.D.3基因进行了功能鉴定,具体结果如下:经生物信息学分析,本文共鉴定到176个AP2/ERF超家族成员,其中ERF家族基因共141个,新鉴定到的ERF亚家族成员有42个;这些新基因在除7号染色体外的其他染色体上均有分布,其中有19个基因只含外显子而无内含子;利用进化关系并结合启动子顺式作用元件预测,在番茄ERF家族基因中筛选出19个可能与胁迫响应相关的基因并在灰霉菌和IAA处理下检测基因表达量的变化,结果表明有9个基因响应灰霉菌处理,12个基因响应IAA处理。作为ERF转录因子家族D子类成员,SlERF.D.3基因可以快速响应IAA处理且其功能未知。亚细胞定位预测结果表明SlERF.D.3蛋白可能位于细胞核中;将构建的pGBKT7-SlERF.D.3表达载体转入酵母中证明了该转录因子具有转录激活活性。实时荧光定量PCR结果表明,ACC和MeJA处理均可以诱导SlERF.D.3基因的表达,其表达水平在处理后1h迅速升高,而ABA和灰霉菌处理始终抑制了该基因的表达。组织表达特异性分析显示,SlERF.D.3基因在野生型番茄的不同器官和组织中均有表达,尤其在开花当天的子房中表达量最高,这说明SlERF.D.3可能在果实发育方面发挥作用。为了验证SlERF.D.3的功能,利用农杆菌介导法将构建的SlERF.D.3基因过表达载体转入番茄品种AC(Ailsa Craig)中,经检测获得3个转基因株系。表型鉴定结果显示,与野生型相比,过表达植株叶裂程度较浅,叶缘少不规则锯齿,小叶细长、向下卷曲;转基因植株可单性结实,坐果率为22%,野生型无单性结实特性,番茄EXP5和ACO4在野生型和转基因子房中表达量的差异说明过表达SlERF.D.3影响了果实发育相关基因的表达,这表明SlERF.D.3是一个与单性结实相关的基因。生长素测定结果表明,过表达SlERF.D.3显著提高了番茄生长素含量,并影响了生长素相关基因的表达。生长素诱导的单性结实以及果实发育会部分依赖于GA。为了初步探究SlERF.D.3是否在调节GA生物合成途径中发挥作用,本研究在野生型和过表达植株不同发育时期的子房中检测了GA20ox基因家族成员的表达量,结果显示,过表达SlERF.D.3影响了SlGA20ox1、SlGA20ox2和SlGA20ox3的转录水平。为了探究过表达SlERF.D.3基因是否影响了果实品质,本研究对果实品质相关指标进行了测定,与野生型果实相比,转基因番茄果实中维生素C和游离氨基酸的含量升高,可溶性糖和可溶性固形物无明显变化,可溶性蛋白的含量降低。