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果树矮化密植已成为世界果树种植栽培产业发展的趋势。荔枝矮化育种研究不仅需要依靠传统育种方式进行矮化品种选育,更重要的是从遗传改良方面进行荔枝矮化研究,直接从分子水平、矮化基因的角度研究荔枝矮化相关基因的调控机制,有利于缩短荔枝矮化育种时间。有研究表明植物SHI/STY同源基因具有调节植物矮化的相关功能。本论文通过同源克隆法获得荔枝SHI/STY同源基因,分析基因序列特征并研究它们的时空表达模式,然后进行功能验证判断LcSHI是否具有矮化调控的潜能,得到以下主要研究结果:1、通过同源克隆法总共克隆得到了5个荔枝SHI/STY同源基因,分别命名为LcSHI、LcSRS3、LcSRS5、LcSRS6和LcLRP1。2、荔枝LcSHIs的氨基酸序列分析显示除了LcSRS3,LcSHIs的氨基酸序列都具有典型的SHI/STY家族保守结构域特征,在N端具有C3HC3H锌指结构,C端存在IGGH结构域,5个Lc SHIs都具有典型的核定位信号(NLS)序列。3、分析5个荔枝LcSHIs基因的表达模式,结果显示与乔化品种‘妃子笑’相比,LcSHI、LcSRS3和LcLRP1在矮化品种‘紫娘喜’秋梢发育老熟期的枝梢茎段有显著表达,统计LcSHIs基因表达剂量总和结果显示LcSHIs同样在‘紫娘喜’秋梢发育老熟期的枝梢茎段有显著的表达剂量差异。推测LcSHI、LcSRS3和LcLRP1这3个基因可能对荔枝矮化调控有重要的作用,荔枝‘紫娘喜’矮化生长性状有可能是LcSHIs基因剂量效应的结果。4、LcSHI基因的组织表达特异性研究结果显示LcSHI主要在成熟的枝梢茎段和叶片表达,其次是嫩茎,而在成熟根和嫩根的相对表达量最低。分析LcSHI基因分别在‘妃子笑’和‘紫娘喜’秋梢发育过程中叶片和枝梢茎段的表达趋势,发现LcSHI在两品种秋梢发育过程叶片中表达量没有显著变化,而在‘紫娘喜’老熟期的枝梢茎段有显著的表达量提高,符合LcSHI通过基因表达剂量效应抑制‘紫娘喜’枝梢生长发育从而形成矮化表型的研究预期。5、亚细胞定位实验结果显示LcSHI定位在细胞核上,是一个核蛋白,验证了SHI/STY家族成员蛋白大部分是核蛋白的推测。通过酵母双杂实验筛选15个与Lc SHI有可能互作的蛋白,仅LcSHI、Lc SRS6和LcLRP1与Lc SHI有检测到强相互作用。6、LcSHI基因异源表达实验验证了Lc SHI具有矮化调控作用,但对烟草的影响弱于拟南芥。研究推测LcSHI异源表达抑制了转基因植株的顶端生长优势;影响转基因烟草叶片表型,表现为叶脉生长畸形,叶片生长不对称卷曲;转基因烟草部分植株茎生长弯曲,推测可能是因为茎局部位置生长素极性运输(PAT)不均衡使茎生长弯曲。7、研究分析了LcSHI、LcSRS3和LcLRP1的启动子元件,结果显示3个LcSHIs基因启动子区域内都有GGC/box元件,因此3个LcSHIs基因有可能被一些AP2/ERF转录因子(DNRL、DNR和PUCHI)和ESR2调控。LcLRP1启动子区域内有茎(枝梢)特异表达元件as-2-box,与LcLRP1基因的表达模式相符,具有进一步研究的潜在价值。