ERF转录因子亚家族基因在甜瓜果实发育中的功能解析

All genes of ERF transcription factor subfamily in melon will be identified by genome-wide analysis. The expression profile of ERF genes will be analyzed with quantitative PCR in typical climacteric melon variety Hetao.The full length cDNAs of the candidate genes which would express specifically in melon fruit will be cloned. Furthermore, overexpression and RNAi vectors with these genes will be constructed . The function of these candidate genes will be analyzed through the transient gene expression in melon intact fruits. The melon was transformed with these vectors via pollen-tube and Agrobacterium-mediated pathway. The traits of transgenic plant and fruit, physiological and biochemical indices of fruit and the fruit ripening related genes expression will be analyzed in homozygous transgenic melon strains. The function of ERF transcription factor subfamily genes will be characterized in melon. Data generated in this study will add our understanding of the molecular mechanism during melon development and biological functions of the ERF transcription factor subfamily genes and function of the plant hormone ethylene. In addition, the results may provide target gene for improving melon fruit traits through genetic breeding and will have potential applications value .

通过对甜瓜全基因组的分析，鉴定出ERF转录因子亚家族的全部基因。以典型的呼吸跃变型甜瓜品种河套蜜瓜为研究材料，应用定量PCR技术分析ERF基因的表达谱，选择在果实中特异表达的基因作为候选基因，克隆其全长cDNA，分别构建超表达和RNAi载体。应用农杆菌介导的瞬时表达技术，使候选基因在甜瓜果实中超表达或抑制表达，快速大规模分析候选基因的功能。进一步用候选基因的表达载体转化甜瓜，获得转基因纯合株系，对转基因植株及其果实的性状进行系统的观察分析，并结合果实生理生化指标及与果实发育有关基因表达的分析，鉴定ERF转录因子亚家族基因在甜瓜果实发育中的功能，研究结果将为全面深入系统地阐明甜瓜果实发育的分子机理提供新的认识，同时也进一步加深ERF转录因子亚家族基因的生物学功能和乙烯作用的分子机理的认识，具有重要学术意义和研究价值。此外，研究结果可为甜瓜果实性状改良的育种工作提供目的基因，具有潜在的应用前景。

通过对甜瓜全基因组的分析，鉴定出ERF转录因子亚家族的全部基因64个,并对其生物信息学特性进行了分析。以典型的呼吸跃变型甜瓜品种河套蜜瓜为研究材料，应用定量PCR技术分析ERF基因的表达谱，选择在果实中特异表达的基因作为候选基因14个，克隆其全长cDNA，分别构建超表达和RNAi载体或基因组编辑载体。应用农杆菌介导的瞬时表达技术，使候选基因在甜瓜果实中超表达或抑制表达，快速大规模分析候选基因的功能，发现共有9个基因具有促进或抑制果实成熟的功能。进一步用该候选基因的表达载体转化甜瓜，获得转基因纯合株系，对转基因植株及其果实的性状进行系统的观察分析，并结合果实生理生化指标及与果实发育有关基因表达的分析，鉴定ERF转录因子亚家族基因在甜瓜果实发育中的功能，发现2个ERF基因成员具有果实成熟的功能，研究结果为进一步阐明甜瓜果实发育的分子机理提供新的认识，同时也进一步加深了ERF转录因子亚家族基因的生物学功能和乙烯作用的分子机理的认识，具有重要科学意义。此外，研究结果可为甜瓜果实性状改良的育种工作提供了新的目的基因，具有重要的应用前景。