植物果实的成熟是一个复杂却又受严格调控的过程。番茄果实是一种典型的呼吸跃变型果实，是人类饮食的重要组成部分；同时，番茄因为具有较小的基因组、转基因技术成熟、突变体众多等特点，成为了研究果实成熟及乙烯作用机理的模式品种。以往研究表明，番茄果实同时具有系统I的持续低水平的乙烯合成和系统II的在呼吸跃变期高水平的乙烯合成。而乙烯作为一种重要的植物激素，在番茄果实的发育成熟过程中起着关键性作用。植物内源乙烯的合成途径早已阐明，ACC合成酶（ACS）及ACC氧化酶（ACO）被认为是控制植物内源乙烯合成的关键酶。迄今为止，对于ACS的研究开展较早，也较为详细；而对于ACO基因家族的研究则相对较少。已报道的ACO基因家族成员有5个（LeACO1-5），其中LeACO1-4基因已经被较为详细地研究。而对于LeACO5基因的表达模式及其在乙烯合成中起的作用仍然未知，本文旨在阐明番茄ACO基因家族各成员分别在果实的乙烯合成系统I、转变期和系统II中的哪些阶段发挥作用，为从分子水平调控番茄果实成熟，延长其贮藏期提供理论依据。主要研究内容及结果如下：1.番茄ACO基因家族的克隆通过GenBank查询到已知的5个番茄ACO基因家族成员序列，同时通过序列比对从TIGR数据库中筛选了一个新的番茄ACO基因家族成员并命名为LeACO6，设计特异性引物，采用RT-PCR的方法从番茄中获得了LeACO1-6基因的克隆片段。2.番茄ACO基因家族序列比对经分析，LeACO6基因mRNA序列全长1293bp，包含960bp的开放阅读框序列，编码319个氨基酸，所编码的氨基酸与LeACO1-5的同源性分别为79.6%，76.6%，78.1%，85.6%和45.3%。将LeACO6推演出的氨基酸序列与其他家族成员进行比对后绘制出了番茄ACO基因家族进化树。LeACO6基因与LeACO4基因的同源性最高，LeACO5基因与其他家族成员的进化关系最远。3.半定量分析LeACO1-6基因在野生型番茄果实的表达模式研究了LeACO1-6基因在野生型番茄果实发育的五个阶段immature green（IMG），mature green（MG），breaker（B），breaker+4day（B+4），breadker+7day（B+7）的表达模式，结果证实了LeACO1基因会同时参与果实系统I至系统II的乙烯合成作用；LeACO3基因主要参与从系统I过渡至系统II的转变期（transitionstage）的乙烯合成，而LeACO5和LeACO6基因均参与果实发育前期系统I的乙烯合成，此外，LeACO6基因还负责转变期的乙烯合成，与其他在转变期大量表达的基因一起提高果实内源性乙烯的产量，启动系统II的乙烯合成。﹑4.半定量研究乙烯处理与叶伤害处理对番茄ACO家族成员表达的影响采用半定量研究了MG时期果实在乙烯处理8h后及叶片伤害处理1-4h后ACO基因家族成员表达水平的变化。结果表明LeACO1、LeACO3和LeACO6基因在MG时期果实的表达会受到外源乙烯的诱导，而LeACO4基因的表达水平则会被抑制。这表明LeACO1、LeACO3和LeACO6基因可能会先于LeACO4负责转变期的乙烯合成。LeACO5基因的表达与外源乙烯没有明显的联系。叶伤害处理实验表明LeACO1、LeACO3和LeACO4基因可能与叶片的伤害应急反应有关。5.定量分析LeACO5和LeACO6基因在果实中的表达模式采用荧光实时定量PCR研究了LeACO5和LeACO6基因在野生型番茄果实、rin和Nr突变体果实不同发育时期的表达模式。LeACO5和LeACO6基因在野生型果实中的表达模式与半定量的结果比较接近；LeACO5和LeACO6基因均在rin突变体果实中持续表达但表达模式与野生型相比有显著差异；LeACO5基因在Nr突变体果实中具有“延迟表达”的现象，而LeACO6的高水平表达一部分依赖于果实对于乙烯的敏感性。这些结果表明：LeACO5和LeACO6基因均参与番茄果实系统I的乙烯合成，且LeACO6基因还负责转变期的乙烯合成。LeACO5基因的表达主要受到包括RIN基因在内的成熟相关因子调控，而LeACO6基因的表达同时受到包括RIN基因在内的成熟相关因子及乙烯的调控。6.根据已报道和本文所得结论总结了番茄ACO基因家族在果实发育不同时期乙烯合成中的具体作用和调控方式。