番茄(Solanaceae Lycopersicon Mill)在其发育阶段离不开钾元素的供给,缺钾会严重影响其果实的品质和数量。但现如今我国农田土壤中严重缺少可被吸收利用的钾元素,所以培育耐低钾型的番茄品种是提高番茄吸收钾素效率、适应缺钾土壤的有效方法。课题组前期通过鉴定番茄低钾胁迫下生物量、产量等指标获得了低钾敏感型番茄JZ18和耐低钾型番茄JZ34,通过组学及转基因番茄材料的分析发现miR168a影响低钾胁迫下番茄侧根根毛发育,提高耐低钾性。已有研究表明SlAGO1是番茄miR168a的靶基因。但对于miR168a调控的AGO1参与番茄耐低钾胁迫的分子机制尚不清楚。本研究通过对SlAGO1进行定点突变使之不受miR168a的调控并且不改变其氨基酸序列,构建了35S:mSlAGO1(mutant AGO1)转基因番茄材料。对转基因株系35S:mSlAGO1和miR168a过表达纯合株系(35S:SlmiR168a)的低钾耐性进行了分析。研究结果为深入解析miRNA响应低钾胁迫的分子机制奠定了基础,也可为番茄的耐低钾新品种选育提供新方向。主要研究结果如下:1.RT-PCR检测发现AGO1在番茄中的根茎叶和果实中均有表达,其在叶片中表达最高,在果实中表达最少。在果实的发育过程中,表达量由高到低依次为转色期>绿熟期>红熟期。2.构建SlAGO1-GFP载体,并注射烟草叶片进行瞬时表达,亚细胞定位观察发现SlAGO1定位在细胞质和细胞核中。3.构建35S:mSlAGO1转基因番茄株系,对T0代进行检测共获得4个阳性株系。4.低钾处理后35S:SlmiR168a表现出更多的根毛,更高的根冠比值和更高的叶绿素含量来增强对低钾胁迫的耐受性;而35S:mSlAGO1根毛较少、根冠比下降、叶绿素含量降低,表现出对低钾胁迫更敏感。钾含量测定结果表明35S:SlmiR168a要显著高于对照组JZ18,而35S:mSlAGO1转基因株系钾含量明显下降,含量最低。5.对上述35S:SlmiR168a、35S:mSlAGO1转基因材料进行miRNA测序,分析发现差异表达miRNA显著富集在以DNA为模板的转录调控、蛋白质磷酸化、氧化还原过程、脱落酸应答、细胞分化、对生长素的反应、金属离子结合等路径。其中显著差异表达已知的差异miRNAs包括:miR393在35S:mSlAGO1中特异性表达,miR156在35S:SlmiR168a中显著上调,在35S:mSlAGO1中显著下调。该结果表明miR168a介导SlAGO1可能影响下游miR156和miR393调控路径响应低钾胁迫。