决定作物产量的三大重要因素是“源”、“库”、“流”,“源”足、“库”强、“流”畅作物才能获得高产。茎是保证流畅通,直接影响Vancomycin intermediate-resistance同化物的转运量与转运速度,因此茎发育影响了作物的品质和产量。研究茎发育相关基因功能对改良作物的株型特征有重要的指导意义。SWEET蛋白是一类新型的糖转运蛋白,它在植物的生长发育、抗逆、抗病等都有重要作用,对调控作物产量和品质形成中碳素分配具有重要意义。本研究以番茄绿熟期高表达的SlSWEET11b为研究对象,采用实时定量、GUS染色组织定位分析明确SlSWEET11b的时空表达特征,通过基因的过表达与沉默技术对获得的稳定转基因材料进行表型、生理指标与组织结构分析,明确SlSWEET11b对番茄茎发育调控的作用机制。研究结果为利用分子手段改善番茄株型、提高番茄品质与产量提供理论基础。主要获得以下结果:1.以Micro-Tom为试材,采用实时定量PCR分析了番茄生长发育各阶段SlSWEET11b的表达情况,结果表明:SlSWEET11b主要在茎和绿熟期果实表达。本研究进一步构建了SlSWEET11b启动子驱动下的GRoxadustatUS表达载体转化Micro-Tom,获得的T_1代植株。对其GUS活性分析结果表明:SlSWEET11b主要在茎和绿熟期果实的维管组织中及种皮中高表达,这一结果与实时定量分析结果相一致。以上研究说明番茄的SlSWEET11b对茎、果实成熟都发挥重要作用。2.利用酵母己糖缺陷突变体的功能互补证明了SlSWEET11b既能运输己糖,又能运输蔗糖,表明它可能参与了番茄发育过程中糖的运输与卸载。3.利用课题组前期获得的SlSWEET1获悉更多1b沉默与过表达T_4代稳定株系进行表型分析,结果发现,无论是基因的过表达还是沉默株系,转基因番茄株高均高于野生型。但过表达株系的茎粗显著大于野生型,沉默株系的茎粗显著比野生型小。这一结果表明,SlSWEET11b对番茄茎的发育具有重要作用。4.分析SlSWEET11b转基因株系糖分组成与含量发现,在果实发育的绿熟期,过表达株系的葡萄糖与蔗糖含量显著高于野生型,但果糖无显著差异。而沉默株系与野生型相比茎中蔗糖下降显著。在果实发育的红熟期,过表达株系的茎中蔗糖含量显著高于野生型。相反,沉默株系的茎蔗糖较低。以上结果说明糖转运蛋白SlSWEET11b可能通过调控茎中碳水化合物的分配影响茎发育。5.对SlSWEET11b转基因番茄植株绿熟期和红熟期的茎结构的切片观察,结果发现:与野生型相比,绿熟期过表达株系茎中木质部面积扩大,木质素含量和髓细胞数量增加。因此过表达株系绿熟期的茎木质化程度显著增加。综合以上研究结果,本研究初步明确了茎中大量表达的SlSWEET11b通过调控茎中糖分的运输能力,改变茎木质化程度,进而提高茎的机械强度和增强茎的输导能力。