甜瓜性别表达相关基因分析

甜瓜性别分化复杂，受多种条件影响，本研究在掌握了甜瓜不同表现型及其对应的基因型以及相应遗传规律的基础上，初步定位了a、g基因。选用已配置的雌性系WI-998与雄全同株品系Top Mark杂交的F2S5代群体表现型，筛选F2S6代重组自交系基因纯合单株，分别采集花器官发育第六阶段的花芽，构建四种基因池的七组样品，采用高通量Solexa测序技术，并结合基因注释与GO聚类等生物信息学分析，筛选甜瓜性别相关差异表达基因；获得其全长；克隆目的基因；构建植物表达载体；农杆菌介导法转化甜瓜植株；经PCR、Southern杂交检测，确定阳性植株；分别采用RT-PCR与表型共同验证目的基因功能。创制出优异的纯雌株或雌雄异花同株转基因材料，为获得优良的甜瓜杂交种，简化制种程序，降低成本提供实践基础。同时，还可为葫芦科作物转录组的基因挖掘与功能分析以及进一步开展基因调控等研究提供理论依据。

本研究在掌握了甜瓜不同表现型及其对应的基因型以及相应遗传规律的基础上，选用已配置的雌性系WI-998与雄全同株品系Top Mark杂交的F2S5代群体表现型，筛选F2S6代重组自交系基因纯合单株，分别采集花器官发育第六阶段的花芽，构建四种基因池的七组样品，采用高通量Solexa测序技术，并结合基因注释与GO聚类等生物信息学分析，筛选甜瓜性别相关差异表达基因8966个，并获得其全长；通过进一步的pathway分析，发现在本研究中除了已知的乙烯合成相关的基因外，参与甜瓜性别表达、与植物激素信号调节相关的基因分别与ABA、GI、BR及ZT等多种激素合成、信号传导等代谢途径相关。结合文献查找以及功能预测，筛选其中功能较明确的基因进行克隆，克隆得到了甜瓜性别表达相关基因CmACS3与CmACS7；构建了植物表达载体，并利用农杆菌介导法转化甜瓜植株，经PCR、Southern杂交检测，获得了阳性植株；分别采用RT-PCR与表型共同验证目的基因功能。创制了转CmACS3与CmACS7基因甜瓜材料，对转基因甜瓜进行表型分析，转基因材料的雌花率显著提高，获得了雌雄异化同株转基因材料，这为今后获得优良的甜瓜杂交种，简化制种程序，降低成本提供实践基础。同时，还可为葫芦科作物转录组的基因挖掘与功能分析以及进一步开展基因调控等研究提供理论依据。