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黄瓜被认为是研究性别分化的模式植物,目前对于黄瓜性别分化的问题研究主要从遗传因素、环境因素和植物激素三方面入手,本实验室前期对温敏型黄瓜品种‘C09-123’在不同低夜温条件下的蛋白差异进行分析,发现一个在12℃低夜温下上调表达的蛋白,推测该蛋白参与了低夜温诱导的黄瓜雌性分化。因此,本研究基于前期工作基础,主要利用分子生物学技术,探究低夜温促进黄瓜雌性分化的分子机制,为黄瓜雌性系新品种选育提供理论依据。本文获得的研究结果如下:1、对前期试验发现的差异蛋白基因进行克隆分析,认定其属于PAP-fibrillin蛋白家族,将编码该蛋白的基因命名为CsPAP-fib。CsPAP-fib全长为870 bp,编码289个氨基酸,其蛋白理论分子量31.15 kDa,理论等电点为6.34,原子组成为C1393H2256N378O424S2;蛋白序列同源性比对,黄瓜和甜瓜构成一个小的进化分支,同源关系很近,二者与伞形科的胡萝卜(Daucus carota L.)同源性相对较高。2、不同夜温处理下CsPAP-fib组织特异性表达分析结果表明,在低夜温(12℃)条件下,CsPAP-fib在黄瓜叶片中的表达量最高,且显著高于根、茎、茎尖;在高夜温(24℃)和正常夜温(18℃)条件下,CsPAP-fib在根、茎、叶及茎尖等器官中的表达量差异不显著。表明CsPAP-fib响应低夜温,在叶片中特异性表达,发挥作用。3、不同夜温处理下CsPAP-fib时空表达分析结果显示,在黄瓜幼苗从“两叶一心”发育到“四叶一心”时期,在受到12℃低夜温胁迫时,CsPAP-fib在叶中的表达量显著降低,根、茎以及茎尖的表达量无显著变化;在18℃正常夜温下,“四叶一心”时期的根和叶中的相对表达量显著增高,分别为“两叶一心”时期的4.63倍和2.53倍,茎和茎尖中的相对表达量无显著变化;在24℃高夜温条件下,“四叶一心”期根中的相对表达量显著增高,为“两叶一心”时期的4.09倍,其他部位的相对表达量差异不显著。4、将CsPAP-fib与绿色荧光蛋白(GFP)载体进行融合,并转入拟南芥原生质体中,激光共聚焦显微镜下观察发现,CsPAP-fib蛋白定位在叶绿体上。5、构建植物表达载体PCXSN1250-CsPAP-fib,利用农杆菌介导法将正义与反义CsPAP-fib基因转入黄瓜,得到T0代转基因植株。6、在12℃低夜温条件下,过量表达CsPAP-fib可显著提高黄瓜植株雌花节率,并降低第一雌花节位。7、在12℃低夜温条件下,过量表达CsPAP-fib植株的乙烯释放量显著提高,而转反义CsPAP-fib植株的乙烯释放量与对照组相比变化不显著。转正义CsPAP-fib植株的赤霉素含量与对照相比变化不显著,而转反义表达CsPAP-fib可显著减少黄瓜植株的赤霉素含量。