番茄(Solanum lycopersicum L.)是我国设施栽培的主要作物之一,因其营养丰富广受人们喜爱。光是影响番茄果实成熟的重要环境因素,尤其光质发挥了重要的调控作用。本实验室前期研究发现红光照射下番茄果实能够提早成熟且果实品质得到改善。SlHY5是光信号转导通路的关键正调控因子,前人研究发现番茄果实中SlHY5能够调控果实乙烯的释放和类胡萝卜素的合成,从而对番茄果实成熟起着重要的调控作用。但SlHY5在红光诱导番茄果实成熟过程中如何发挥作用目前尚不清楚。因此,本试验以‘Micro-Tom’野生型(wild type,WT)及其SlHY5过表达番茄(overexpression,OE)为试材,共设置了四个处理,分别为白光处理的WT及SlHY5-OE番茄、红光处理的WT及SlHY5-OE番茄。研究了SlHY5在红光调控番茄果实成熟过程中光信号转导关键基因和成熟关键转录因子基因表达、内源激素合成及果实转色与成熟中的作用。主要结果如下:1.番茄果实SlHY5表达受红光诱导且通过代谢组学petroleum biodegradation分析,发现SlHY5能够介导红光诱导的番茄八氢番茄红素、番茄红素、叶黄素、α-胡萝卜素等关键类胡萝卜素的合成,促进果实提前转色;红光还能够在SlHY5的介导下提高酸性转化酶活性,促进果实葡萄糖、果糖合成;以及通过提高多聚半乳糖醛酸酶、果胶裂解酶及纤维素酶活性,降低果实中原果胶及纤维素含量,加速果实软化。2.基因表达分析发现,与对照相比,番茄红素上游合成酶基因(SlGGPS、SlPSY1、SlPDS、SlCrt ISO)以及番茄红素ε环化酶基因(SlLCYe)的表达水平受红光照射及过表达SlHY5诱导,番茄红素β环化酶基因(SlLCYb)表达则受到抑制。3.与对照相比,过表达SlHY5能够使番茄编码光敏色素的关键基因(SlPHYB1、SlPHYB2)表达上调,光信号转导抑制因子(SlPIF1a、SlCOP1)表达下调,进而促进番茄果实光信号转导。4.与对照相比,红光能够通过SlHY5的介导激活番茄SlNORDolutegravir、SlRIN等成熟关键转录因子基因表达,促进果实内源激素乙烯和脱落酸合成,并提高乙烯信号转导关键基因(SlETR3、SlEIL2)和ABA信号转导关键基因(SlSn RK2.1、SlSn RK2.2)的转录水平。综上,红光通过激活SlHY5的转录,上调番茄果实成熟关键转录因子基因表达,促进ABA和乙烯合成,诱导番茄类胡萝卜素及碳水化合GNE-140半抑制浓度物积累及果实软化,加速果实转色与成熟。