隐花色素(cryptochrome,CRY)是生物体内的一类吸收蓝光和近紫外光的光受体,它与修复被紫外光(UV)照射后受损的DNA的光裂解酶具有很高的同源性,是一种黄素蛋白。植物的隐花色素家族调控植物的光形态建成,包括抑制下胚轴伸长、刺激子叶扩展、调节开花时间、引导昼夜节律时钟等。已有研究表明,在拟南芥中过量表达拟南芥的CRY1 CRY2基因后,引起植株下胚轴缩短,叶绿素、花青素及类黄酮的合成增加等一系列的反应。同时,在拟南芥中过量表达拟南芥CRY1 CRY2基因的C末端和GUS的融合基因(GUS::CCT1 GUS::CCT2)后,植株呈现组成性光形态建成,无论在黑暗或是光照条件下,下胚轴的伸长受到抑制,叶绿素、花青素、类黄酮的合成增加等。在番茄中过量表达番茄的CRY2基因,植株矮化,分枝增多,叶片中叶绿素、花青素的合成增加,特别是番茄果实中类胡萝卜素、类黄酮的含量提高。本研究在番茄中分别过量表达拟南芥的CRY1基因、GUS::CCT1、GUS::CCT2,检测其类胡萝卜素含量的变化;利用GUS表达分析研究番茄果实特异性的PG启动子的表达调控特征,以用于外源基因在番茄果实中的特异表达。主要实验结果如下:(1)在番茄不同品种(野生番茄、Moneymaker)中过量表达CRY1基因及GUS::CCT1、GUS::CCT2融合基因,测定转基因后代叶片色素的含量。用分光光度法对转基因植株叶片中的叶绿素、类胡萝卜素及花青素的含量进行测定,结果显示,与对照植株相比,叶绿素、类胡萝卜素的含量提高了20%左右,花青素的含量提高幅度相对较大,提高了1.7-3.2倍。(2)在番茄不同品种(野生番茄、Moneymaker)中过量表达CRY1基因及GUS::CCT1、GUS::CCT2融合基因,测定转基因后代果实中类胡萝卜素的含量。用高效液相色谱(HPLC)法测定果实中类胡萝卜素的含量,结果显示,与对照植株相比,转基因番茄果实中番茄红素及总的类胡萝卜素的含量得到了较大幅度的提高,最大可分别提高3.6倍和3.4倍,个别转基因番茄植株中番茄红素和类胡萝卜素的含量与对照相比差异不显著。(3)完善了中蔬四号番茄的再生和遗传转化体系。研究发现在1.0 mg/L ZT的MS分化培养中,番茄子叶的发芽率最高,芽的诱导率高达91%,且发生畸态芽和褐化的外植体最少。通过抗生素浓度对农杆菌的抑制效果实验发现,当头孢霉素的浓度为200 mg/L时,抑制农杆菌的效果最好。(4)构建PG::GUS表达载体并转化番茄,得到7株卡那抗性番茄植株, PCR检测结果显示7株均为阳性植株。本研究优化了番茄再生和遗传转化体系;通过基因工程手段在不同番茄品种中过量表达了拟南芥的CRY1、CCT1、CCT2基因,将番茄果实的番茄红素和总的类胡萝卜素含量分别提高3.6倍和3.4倍,这对于培育番茄新品种、提高产品品质以及开发功能性食品等方面具有重要的意义。