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果实发育包括果实细胞分裂生长期(子房发育期)、果实膨大生长期和果实成熟期三个阶段。自然条件下,非单性结实植物的子房只有授粉受精后才能座果,进入果实膨大生长期,否则衰老脱落。大量研究表明,激素参与了果实的早期发育,并在座果和果实膨大生长过程中发挥了重要作用。外源生长素类或赤霉素类植物生长调节剂可以并已广泛用于人工诱导未授粉或未受精子房发育成果实。利用分子生物学手段通过对天然的和激素诱导的单性结实研究,迄今已克隆到少量与果实膨大生长相关基因。但是,究竟是哪些基因启动或参与了果实膨大生长,至今尚不明了,还需要做大量的研究。 黄瓜(Cucumis sativus L.)子房下位,个体大,生长快,是研究果实发育的好材料。本研究以非单性结实的全雌黄瓜材料为研究对象,利用cDNA-AFLP(cDNA amplified fragment length polymorphism)技术显示开花后未经授粉0h黄瓜子房和授粉后6~72h这段时间的黄瓜幼果的基因表达差异,获得64条差示带:经反向Northern斑点杂交验证,其中5条主要在授粉后黄瓜幼果中特异表达,包括一条属于编码扩张蛋白的新基因Cs-Expansin 10(CsEXP10)。鉴于扩张蛋白在植物发育中的作用,我们推测它可能在黄瓜幼果早期发育中发挥作用,因此,对CsEXP10的差示片段进行了3’-和5’-RACE(rapid amplification of cDNA ends)延伸,以及与已知EST序列的拼接,得到长度为1191bp的cDNA序列。利用生物信息学方法,对csExP10基因序列及其氨基酸序列进行分析,并对该蛋白质的结构和功能进行了预测。Southern杂交结果表明,该基因在黄瓜基因组中以单拷贝形式存在。RT-PCR和Northern杂交显示,该基因主要在授粉后迅速生长的幼果组织中表达,而不在根、茎和叶组织中表达,也不在幼小子房、开花当天未经授粉子房和生长停止的果实中表达,因此推测它与授粉后黄瓜果实膨大生长有密切关系。该研究为今后深入探讨授粉启动果实膨大生长的分子机制奠定了基础,对改变瓜类作物的结果习性,促进单性结实利用等方面具有重要的意义。研究工作主要包括以下几个方面: 1 授粉后黄瓜幼果早期发育过程的观察