在高等植物的根中，内皮层细胞壁都存在一种疏水性结构，叫做凯氏带。它形成了水分和营养物质径向运输的屏障，迫使其通过共质体运输或跨膜运输途径有选择性地进入维管束。凯氏带的这种特性能保护植物内部组织，减少逆境胁迫对植物的伤害，被认为是维管保护组织。番茄作为最主要的商业化园艺作物之一，在国内外市场需求量巨大，在蔬菜水果市场供应中占重要地位。本研究基于前人对拟南芥凯氏带的研究结果，构建了调控凯氏带形成的相关基因的进化树，利用发根农杆菌转化技术分析了最关键的调控因子在番茄毛根中的时空表达模式并且对一些基因进行功能验证，探究了番茄根系内皮层凯氏带的调控机制，进而揭示了调控凯氏带发育的机制在进化过程中很可能是保守的。主要的研究结果如下：　　1.凯氏带相关基因的进化树分析。凯氏带调控的上游基因SHR和MYB36及下游基因CIFs，PER64，SGN1，SGN2，SGN3，SGN4，CASP1和ESB1的进化树分析表明这些基因在不同的植物中表现出高度的同源性，包括蕨类植物、裸子植物、单子叶植物和双子叶植物，暗示了它们在进化过程中是保守的；同时确定了它们在番茄中的同源基因，利用番茄不同组织的转录组数据分析发现这些基因大都在番茄的根中高水平表达。　　2.番茄凯氏带同源基因的时空表达模式分析。通过组织化学分析发现番茄基因SlMYB36-1，SlSGN3-1，SlSGN3-2和SlPER64都在番茄毛根内皮层表达，与拟南芥相应的基因MYB36，SGN3和PER64表达模式一致；SlSHR和SlCIF都在维管束表达，也与前人报道的拟南芥基因SHR和CIF1/CIF2表达位置一致。结果说明了凯氏带基因在番茄与拟南芥中的表达模式是保守的。　　3.番茄基因SlSHR的功能验证。SlSHR基因过表达后，番茄毛根的皮层细胞层数目与正常毛根相比明显增多，而凯氏带依然只在最里面的一层内皮层细胞形成，这与拟南芥SHR的基因过表达后的结果相似；SlSHR基因突变后，番茄毛根的细胞层数目比正常毛根少了一层，并且凯氏带的正常形成受到影响。　　4.番茄基因SlMYB36-1对凯氏带形成的影响。SlMYB36-1基因过表达后，其他细胞有异位累积木质素的现象，但依然只有内皮层细胞能形成完整的凯氏带，这与拟南芥MYB36的基因过表达后的结果相似；SlMYB36-1基因突变后，凯氏带依然能正常形成，功能性凯氏带形成是否推迟还不清楚。　　5.番茄基因SlSGN3-2对凯氏带形成的影响。SlSGN3-2基因缺失后，木质素染色观察发现内皮层细胞的凯氏带有不连续的现象，与拟南芥基因突变体sgn3的表型相似，说明SlSGN3-2参与了番茄凯氏带形成的调控。　　6.启动子分析。拟南芥启动子AtCASP1能在番茄和大豆中驱动与拟南芥相同的表达模式，而拟南芥其他启动子AtMYB36和AtSGN3也能在番茄中驱动相似的表达模式，说明启动子中的转录激活顺式作用很可能是保守的。进一步分析这三种物种中启动子的顺式作用元件，发现保守的作用元件在启动子的分布上大体一致，暗示了这些保守的作用元件可能决定了基因的特异表达。