由于耕地面积受限,田间生产中为了增加作物的产量经常会密植,而密植会使植物产生庇荫反应,导致植株叶绿素(chlorophyll,Chl)含量降低、光合作用下降,严重影响了作物的产量和品质。遮荫环境中红光和远红光的比例(R/FR)显著降低,番茄植株叶片Chl含量、光合作用显著降低,因此明确这种光环境对番茄Chl合成与光合作用的影响,解析光信号调控番茄Chl合成与叶绿体运转蛋白的作用机制,对在密植下提高番茄的Chl合成、光合作用及产量意义重大。本论文以番茄作为研究试材,通过分子生物学、植物生理生化、遗传学等farmed Murray cod手段研究了光信号调Belnacasan细胞培养控番茄Chl合成的作用机制,揭示了番茄叶绿体转位蛋白(Translocon of the Outer membrane of Chloroplasts,TOC)在光信号调控番茄Chl合成中的功能与作用机制。具体结果如下:1.明确了田间遮荫导致番茄Chl含量与光合作用显著降低。利用低比例的红光和远红光(L-R/FR)环境模拟遮荫,研究发现L-R/FR与高比例的红光/远红光(H-R/FR)处理相比,番茄的Chl含量和光合作用显著降低。红光受体SlphyB1与赤霉素(GA)信号通路中负调控因子SlDELLA蛋白互作。与H-R/FR相比,L-R/FR下SlDELLA蛋白含量显著降低,且SlphyB1B2突变后,SlDELLA蛋白显著降低,这表明红光受体SlphyB1B2通过与SlDELLA蛋白互作,增强其稳定性,遮荫抑制了红光受体的活性,进而使SlDELLA蛋白减少。2.明确了SlDELLA基因在光信号促进番茄Chl合成过程中发挥正调控作用。利用SlDELLA基因突变体(slpro)与过表达植株(SlDELLA-OE)在不同R/FR下进行处理发现,与野生型(WT)相比,SlDELLA-OE的Chl含量和光合效率显著升高,而slpro突变体的Chl含量和光合效率显著降低,且在L-R/FR条件下,slpro突变体的Chl含量和光合效率显著低于在H-R/FR条件下的Chl含量和光合效率。3.明确了SlTOC33、SlTOC75、SlTOC159.1在光信号调控番茄Chl合成过程中发挥正调控作用。利用酵母双杂交与荧光酶素互补成像技术研究发现,叶绿体转运蛋白SlTOC33、SlTOC75、SlTOC159.1、SlTOC159.2均与SlDELLA蛋白互作。与野生型植株(pTRV)相比,SlTOC33、SlTOC75、SlTOC159.1沉默植株(pTRV-SlTOC33、pTRV-SlTOC75、pTRV-SlTOC159.1)的Chl含量在H-R/FR和L-R/FR条件下均显著下降、光合效率降低,且与H-R/FR相比,L-R/FR下pTRV-SlTOC33、pTRV-SlTOC75、pTRV-SlTOC159.1植株的Chl含量和光合作用较pTRV下降更显selleck合成著。4.明确了SlCOP1与SlDELLA互作,并抑制SlDELLA与SlTOCs的互作,进而通过GA-DELLA途径负调控控番茄的Chl合成。通过酵母双杂交、荧光酶素互补成像等试验研究发现,光信号抑制因子(CONSTITUTIVELY PHOTOMORPHOGENIC 1,COP1)与SlDELLA蛋白互作。且研究发现,SlCOP1负调控番茄的Chl合成。进一步研究发现,当对slcop1喷施GA后,slcop1的Chl含量下降到与WT无显著差异的水平;而对SlCOP1-OE喷施GA抑制剂多效唑(PAC)后,SlCOP1-OE的Chl含量显著升高,恢复到WT未喷PAC的水平。综上所述,本研究发现,在遮荫条件(L-R/FR)下,SlCOP1在细胞核内大量富集,竞争性结合SlDELLA蛋白,减弱SlDELLA与SlTOCs的互作,可能通过降低SlTOCs蛋白的稳定性,从而使前体蛋白转运过程受阻,负调控番茄的Chl合成。