番茄是世界范围内重要的蔬菜作物,青枯病是影响其品质与产量的主要病害之一。因此培育高产、优质、抗病的番茄新品种对于农业生产来说具有极高的需求性,而改良番茄育种技术并发掘新的抗病相关基因是解决这一实际问题的关键。前人利用病毒载体和CRISPR/Cas9基因编辑系统成功在烟草和棉花中分别实现了靶基因的稳定突变及sgRNA的筛选,但目前番茄中尚未建立该基因编辑技术。本研究以过表达Cas9的转基因番茄作为实验材料,将目的基因的sgRNINCB018424细胞培养A插入烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)的载体,通过农杆菌注射将病毒载体传递至番茄细胞,进而构建基于TRV诱导的番茄基因编辑。我们利用该技术成功靶向敲除了SlPDS1,并通过测序验证了此方法的编辑效率高达86%。此外,在农杆菌注射区域及距其较远的顶端分生组织中都可以检测到TRV载体且植株新叶也可表现出非常明显的敲除表型,表明sgRNA可随病毒移动。该技术使目标基因在基因组水平就已产生DNA突变,因此使植株中能翻译成正常蛋白序列的mRNA表达量更低、基因沉默表型更稳定,可代替传统TRV诱导的基因沉默方法,应用于快速鉴定番茄目标基因的功能。ROPs属于Rho小G蛋白亚家族,是调节包括形态建成和应激反应等多种细胞生命活动的分子开关。但是番茄中ROP的免疫功能目前仍然不清楚。番茄基因组中包含9个ROP家族的同源蛋白,我们将其命名为SlRop1-9,进化树显示这9个蛋白可以进一步分为5个亚类群。我们在本氏烟草中通过瞬时过表达技术分析了 9个SlRops的亚细胞定位和免疫反应诱导能力。结果显示除了SlRop1和SlRop3只定位在细胞膜上,其余大部分ROPs在细胞C59体内实验剂量膜、细胞核或细胞质中均有分布。我们还发现,在番茄SlRops的多碱基区其碱基数量往往与它的膜定位有关。尽管9个SlRops都具有高度保守的RHO结构域,但只有SlRop3-9的持续性激活突变体可以触发烟草中的超敏反应。此外,我们还对9个SlRops进行了组织特异性表达分析,发现SlRop3、Slbio-mimicking phantomRop4、SlRop6在不同组织中表达水平普遍较高。用青枯菌GM11000侵染番茄幼苗后发现SlRop1、2、7的表达水平显著下降,其余没有明显变化。SlRop3和4的瞬时过表达可显著地抑制烟草青枯菌Y45的繁殖。利用青枯菌侵染SlRop3敲除突变体,转基因植株比野生型更加感病,证实了SlRop3正调控番茄青枯病抗性。通过酵母双杂交筛选发现SlRop3可与番茄中多个鸟苷酸交换因子互作,其中与PRONE类型的SlRopGEF7的互作最为强烈。我们的研究不仅明确了番茄中ROP家族蛋白的亚细胞分布情况,揭示了 SlRop3可能通过与SlRopGEF7互作调控番茄抗青枯病过程,还为番茄抗病育种工作提供了新的遗传资源。