黄瓜脂氧合酶基因CsLOX1参与性别分化的研究

性别分化是具有重要经济意义的植物发育过程，作物的性别表达类型决定了其育种和栽培的方式。对黄瓜花蕾进行EST转录表达谱分析发现：脂氧合酶基因CsLOX1在雌花/两性花间存在着明显的表达差异，RT-PCR表明在23个黄瓜脂氧合酶基因中，仅CsLOX1在花发育第6期（两性花原基向单性花转变时期）的雄花雄蕊中特异表达，这表明CsLOX1参与了黄瓜的性别分化。黄瓜的花发育过程与玉米极为相似，最新的研究表明，玉米的ZmTS1作为黄瓜CsLOX1的同源基因与玉米性别分化中雄花的发育有关。本研究是在类似报道和前期工作的基础上，通过花发育12个时期和植株不同节位的黄瓜花蕾与CsLOX1的原位杂交、在拟南芥中过量表达CsLOX1等手段，进一步研究黄瓜CsLOX1的时空表达模式及相关功能。通过本项目研究，可望在理论上揭示该基因与黄瓜性别分化之间的关系；在应用上为选育出全雌新品种，实现新的育种突破奠定理论基础。

性别分化是具有重要经济意义的植物发育过程，作物的性别表达类型决定了其育种和栽培的方式。对黄瓜花蕾进行EST转录表达谱分析发现：脂氧合酶基因CsLOX1在雌花/两性花间存在着明显的表达差异，RT-PCR表明在23个黄瓜脂氧合酶基因中，仅CsLOX1在花发育第6期（两性花原基向单性花转变时期）的雄花雄蕊中特异表达，这表明CsLOX1参与了黄瓜的性别分化。本研究：（1）分析了CsLOX1基因在黄瓜花发育第6期雄蕊及心皮原基中的表达情况。（2）拟南芥AP3基因的启动子替换35S启动子，成功将pCAMBIA-1301改造成雄蕊/花瓣特异性表达载体1301：PAP3。（3）采用RT-PCR方法，以约0.7mm的黄瓜花蕾为材料扩增出CsLOX1基因，并成功克隆到pGEM-T载体上。（4）通过酶切和连接，成功将CsLOX1基因克隆到改造好的雄蕊/花瓣特异性表达载体1301：PAP3上。（5）含拟南芥雄蕊/花瓣特异性启动子PAP3和黄瓜CsLOX1基因的1301：PAP3：CsLOX1过表达载体成功转化到农杆菌GV3101中，并进行了拟南芥的遗传转化，目前收到大量M1代种子，后续在含潮霉素抗性1/2 MS平板上筛选转化子。（6）通过石蜡切片技术获得了黄瓜花发育不同时期的雌性/雄性花蕾切片材料。（7）采用RT-PCR方法扩增出CsLOX1原位基因片段，通过pGEM-T载体成功地将它克隆到载体pBluescript SK上。（8）采用地高辛标记方法成功获得CsLOX1原位基因的反义和正义RNA探针。以上成果的获得，不仅为花发育领域的科研工作者提供了一个雄蕊/花瓣特异性表达载体1301：PAP3，还为后续深入研究黄瓜CsLOX1基因与黄瓜性别分化之间的关系奠定了坚实的基础。