【摘 要】
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MADS-box基因家族是一类转录调控因子,影响植物各个生长发育的环节,尤其是对花器官发育的调控。随着对拟南芥、金鱼草等模式植物的MADS-box基因研究的深入,已经得知一些该类基因的作用方式,被子植物花发育的ABCDE模型就是其中之一。黄瓜是重要的园艺作物,其产量受到国内外广泛关注。黄瓜的性型直接关系到其产量,仅雌花或者两性花可以发展成果实。黄瓜中的MADS-box基因可以直接或间接影响黄瓜雌雄
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31272185）；
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MADS-box基因家族是一类转录调控因子,影响植物各个生长发育的环节,尤其是对花器官发育的调控。随着对拟南芥、金鱼草等模式植物的MADS-box基因研究的深入,已经得知一些该类基因的作用方式,被子植物花发育的ABCDE模型就是其中之一。黄瓜是重要的园艺作物,其产量受到国内外广泛关注。黄瓜的性型直接关系到其产量,仅雌花或者两性花可以发展成果实。黄瓜中的MADS-box基因可以直接或间接影响黄瓜雌雄花比例,但其对黄瓜性型影响的机制尚未清楚。本研究通过六组不同黄瓜性型的近等基因系材料的花芽,以及顶芽的转录组分析,利用生物信息学方法,包括基因组比对及表达分析、egg NOG分析、表达差异GO富集分析、表达差异KEGG富集分析等,获得了不同性型花芽和顶芽差异表达的MADS-box基因共9个:Cucsa.018420、Cucsa.113420、Cucsa.251170、Cucsa.327970在雄花中特异表达,Cucsa.139620、Cucsa.160640、Cucsa.241990在雌花和两性花中的表达差异显著,Cucsa.212720和Cucsa.392160在雌花中特异表达。此外,本实验还将以上差异表达MADS-box基因与其他三种植物（拟南芥、水稻、葡萄）的ABCDE类基因进行序列一致性比对,推测得到这些基因的功能与转录组数据显示的差异表达基因的功能基本相同。比较分析这9个基因启动子区域的转录调控元件,发现的确存在一些与黄瓜性别发育相关的元件,如响应乙烯和脱落酸信号的G-box以及响应乙烯信号的ERE元件,它们可以通过响应植物激素的信号来调节黄瓜性型。通过荧光定量PCR分析了其中两个差异表达基因Cucsa.018420和Cucsa.392160,它们在整个花发育过程中的表达规律与转录组分析结果一致。本研究从多方面初步探讨了MADS-box基因对黄瓜花性型的影响,为以后对黄瓜MADS-box基因的深入研究提供参考。
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