【摘 要】
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黄瓜（Cucumis sativus L.,2n=14）作为一种重要的经济作物在世界范围内广泛种植,因其营养丰富、口感清脆、食用方法多样而深受消费者喜爱,是中国种植和消费最广泛的蔬菜作物之一。黄瓜果形由果实长度（L）、横径（D）及其比例（L/D）构成,是影响黄瓜外观品质和商品性的重要因素,受多个数量性状位点（QTL）的影响。目前,虽然已定位到多个与果实横径相关的QTLs,但尚未有果实横径QTLs/
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黄瓜（Cucumis sativus L.,2n=14）作为一种重要的经济作物在世界范围内广泛种植,因其营养丰富、口感清脆、食用方法多样而深受消费者喜爱,是中国种植和消费最广泛的蔬菜作物之一。黄瓜果形由果实长度（L）、横径（D）及其比例（L/D）构成,是影响黄瓜外观品质和商品性的重要因素,受多个数量性状位点（QTL）的影响。目前,虽然已定位到多个与果实横径相关的QTLs,但尚未有果实横径QTLs/基因被克隆的报道,黄瓜果实横径的调控机理尚不清楚。本研究利用前期构建的黄瓜染色体片段替换系CSSL6-3株系,对黄瓜果实横径QTL cfd6.3进行定位,并对定位区间内的果实横径候选基因进行了预测分析。首先对轮回亲本RNS7和替换系CSSL6-3株系进行表型鉴定,发现RNS7开花当天果实横径在0.85 cm左右,果形指数在1.3左右;商品瓜横径在6.5 cm左右,果形指数约为1;成熟瓜横径10～12 cm,果形指数在0.8～1.0之间。CSSL6-3开花当天果实横径0.95 cm左右,果形指数在1.3左右;商品瓜果实横径5.6 cm左右,果形指数约为1.14;成熟瓜果实横径9.8 cm左右,果形指数约为1。本研究发现,CSSL6-3开花当天果实横径和果形指数与RNS7无显著差异,而商品瓜和成熟瓜的果实横径明显小于RNS7,果形指数与RNS7相比显著增加。对CSSL6-3株系的自交后代进行表型鉴定发现,开花当天果实横径和果形指数与RNS7无显著差异,而商品瓜和成熟瓜的果实横径明显小于RNS7,果形指数与RNS7相比显著增加。该结果说明CSSL6-3株系的表型是可以稳定遗传的。遗传分析结果表明,CSSL6-3果实横径变小的表型是由单隐性基因控制的。显微观察结果显示,与RNS7相比,CSSL6-3商品瓜时期果实横切面果皮和果肉的细胞体积明显变小,其果实纵切面细胞体积无明显变化。CSSL6-3开花当天的果实横、纵切面的细胞体积和数目均与RNS7无明显差异,这与其果实横径表型相一致。因此,CSSL6-3果实横径变小是由其细胞体积变小所致。将黄瓜果实横径QTL cfd6.3定位在6号染色体13.45 Mb～15.61 Mb的区间内,物理距离约2.16 Mb。通过对定位区间内的候选基因分析发现,Csa6G301060预测编码WUSCHEL-related homeobox（WOX）3蛋白。基因测序结果表明,CSSL6-3与RNS7在基因内含子区域有13个碱基的差异。q RT-PCR结果表明Csa6G301060在CSSL6-3商品瓜中的表达量要明显高于RNS7的。因此,Cs WOX3可能是黄瓜调控果实横径的关键基因。利用生物信息学的方法,分析了Cs WOX3的结构和功能。结果表明,Cs WOX3编码了194个氨基酸,该蛋白分子式为C990H1495N291O294S6,相对分子质量为22369.89,理论等电点（PI）为6.45;不稳定系数为74.66,为不稳定蛋白;Cs WOX3亲水性的平均值（GRAVY）为-0.952,为亲水性蛋白;Cs WOX3蛋白定位在细胞核中,为其行使功能提供了理论基础。为了明确WOX基因家族在黄瓜中的潜在功能,本研究对黄瓜WOX基因家族成员进行了全基因组的鉴定和分析。结果表明:黄瓜WOX基因家族包含11个成员,编码的蛋白均含有保守的HD结构域;黄瓜WOX家族成员在结构和进化上都是十分保守的,与番茄、拟南芥WOX家族成员具有很高的同源性;大多数WOX基因在果实中具有高表达。
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