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番茄是一种重要的蔬菜作物,同时也是研究浆果果实发育的模式植物。番茄果实大小和形状不仅决定其产量还和其品质性状直接相关。番茄果实发育的调控网络非常复杂,转录因子在其中扮演着十分重要的角色。本实验室之前为了揭示番茄早期果实发育的调控网络,通过对早期果实多个时期的子房壁和胚珠进行转录组测序,发现了多个在早期果实子房壁或胚珠中特异表达的转录因子。本研究中利用CRISPR/Cas9技术获得了早期果实子房壁特异表达转录因子Solyc11g008830(SlAS2)的突变体,与野生型Moneymaker(MM)相比,该突变体的果实变小、纵横比增加、果皮细胞层数减少和果皮厚度变薄,表明SlAS2参与调控番茄果实发育。进一步研究发现,该突变体5天和绿熟时期的果实果皮中细胞层数较野生型显著减少,说明突变体果实形态的改变有可能是由SlAS2的突变抑制了番茄果皮中的细胞分裂造成的。不仅如此,SlAS2突变体的花瓣明显变小,叶片极性改变,而且叶片呈杯状和针状,因此SlAS2具有和拟南芥中同源基因AS2相似的功能,也在叶极性发育和顶端分生组织维持中发挥重要作用。SlTKN3(Solyc05g005090)作为拟南芥中AS2靶基因KNAT2和KNAT6的同源基因也在早期果实子房壁中特异表达。通过双荧光素酶实验,我们发现番茄中SlAS2也可以体外抑制SlTKN3的转录。同样利用CRISPR/Cas9技术突变转录因子SlTKN3后,与野生型MM相比,该突变体的果实变小,但是与SlAS2突变体相反,其果实纵横比减小。果皮细胞层数明显增加,但果皮厚度也变薄。此外SlTKN3也参与花器官、叶片和茎尖发育,其突变体的花及叶片明显变大。因此表明SlTKN3作为一个细胞分裂活动的抑制因子,其突变后促进细胞分裂。在番茄中过表达SlTKN3后,转基因植株的花器官和叶片表型与SlAS2突变体的相类似,因此我们推测SlAS2可能通过调控SlTKN3的转录来参与番茄的果实、花和叶片发育。通过转录组测序技术进一步挖掘了可能受SlAS2调控的基因,发现有2282基因在MM和slas2-cr 0 DPA果实中的表达水平存在差异,其中有85个基因在果实发育早期的子房壁中特异表达。GO聚类分析结果表明85个子房壁特异表达基因在多个生物学过程中行使重要功能。综上所述,本研究证明了果实早期子房壁特异表达基因在番茄果实发育中发挥重要功能。