番茄(Solanum lycopersicum)作为喜光作物,需要充足的光照来保证正常的生长发育进程。在冬春茬番茄设施栽培中常常由于遭遇弱光胁迫导致花器官的提早脱落,严重影响番茄坐果,导致产量下降损害种植者经济效益,影响番茄产业发展。钙依赖蛋白激酶CPK(Calcium-dependent Protein Kinase)是典型的Ser/Thr蛋白激酶,在Ca2+信号转导中起重要作用。CPK作为Ca2+介导信号转导中重要的钙离子感受器,直接或者间接参与到了番茄的整个生长发育过程,但CPKs对番茄的花柄脱落的影响还有诸多未知,仍需进一步研究。本试验用‘Alisa Craig’(AC)番茄植株为试材,初步探究了Sl CPKs在弱光条件下对番茄花柄脱落的影响,主要研究结果如下:1、对番茄29个Sl CPKs家族成员进行离区的表达模式分析,筛选出8个在离区特异性表达的Sl CPK:Sl CPK1、Sl CPK2、Sl CPK8、Sl CPK10、Sl CPK13、Sl CPK21、Sl CPK24、Sl CPK27。进一步研究发现Sl CPK2、Sl CPK8、Sl CPK13、Sl CPK2Cytogenetic damage7的表达量受到弱光影响显著下调表达,说明弱光对Sl CPKs起到抑制作用,且上述四个基因在人工补光的情况下会恢复部分STM2457价格表达,说明Sl CPKsPanobinostat可以响应光环境所带来的变化,因此将这四个基因作为调控脱落的候选基因,做进一步探究。2、为了解以上候选基因在脱落过程中起到的作用,通过CRSIPR/Cas9技术构建了slcpk2、slcpk8、slcpk13、slcpk27敲除株系并对脱落率进行测定,结果发现slcpk8突变体植株花柄脱落速度与对照相比显著加快,说明Sl CPK8在番茄花柄脱落过程中起到抑制作用,随后又构建了Sl CPK8过表达植株,过表达Sl CPK8植株脱落率与正常相比显著延缓,综合上述结果证实了Sl CPK8为调控花柄脱落的关键基因。3、为进一步了解Sl CPK8的功能,对野生型植株和slcpk8敲除植株进行了转录组测序。结果表明共有984个差异表达的基因,KEGG富集分析显示差异表达的基因最显著富集在植物激素信号传导途径,暗示Sl CPK8对脱落的抑制作用很大原因是由于通过调控植物激素相关途径而实现的。4、此外,构建了p GBKT7-Sl CPK8的酵母诱饵载体,利用酵母双杂交筛库技术来寻找在离区与Sl CPK8互作的蛋白,结果表明生长素运输载体PIN家族成员Sl PIN1可以与Sl CPK8发生互作,利用DR5::GUS检测敲除Sl CPK8转基因植株的生长素分布情况,发现敲除Sl CPK8降低了离区生长素分布,导致脱落发生。5、最后选择了目前对植物生长发育有影响的三个红蓝光配比对番茄植株进行处理,发现R3B7处理后Sl CPK8的表达量上调,脱落率减缓,表明R3B7的红蓝光配比改善番茄花柄脱落进而对改善产量有一定的影响。本研究对番茄花柄离区的29个Sl CPKs基因进行筛选,发现了响应弱光环境的Sl CPK8,通过敲除和过表达Sl CPK8转基因植株验证了其在番茄花柄离区脱落中的功能,并通过转录组分析发现敲除Sl CPK8显著影响了植物激素信号转导途径,暗示其通过调控激素信号调控脱落发生的作用。此外,酵母双杂交筛库结果证实其可以与生长素运输载体蛋白Sl PIN1发生互作,且slcpk8转基因植株中生长素分布显著降低,表明Sl CPK8可能通过影响Sl PIN1调控离区生长素进而调控脱落的发生。R3B7的红蓝光配比会提高Sl CPK8的表达量进而减缓脱落的发生,但其具体作用机制有待进一步探究。本研究所揭示的分子机制对农业生产中通过补光减少花和果实的脱落提高产量奠定了基础。