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性别表达是植物的基本发育过程,决定其育种和栽培方式,控制性别表达具有重要的经济意义。黄瓜(Cucumis sativus L.)性型生理学和遗传学研究丰富,是研究植物花性型分化的模式植物。除环境因子和植物激素影响外,黄瓜性型表达受三对主效基因(F/f, M/m和A/a)控制。虽然性型分化多样,但单基因位点(M/m)控制单性花发育却为黄瓜植物所特有。近年来,影响黄瓜雌性表型的F/f基因已被克隆,并被证明编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-l-carboxylic acid synthase,ACS)同源物。本研究从寻找与M/m基因连锁的分子标记入手,利用图位克隆技术获得M/m基因的候选基因,并对其编码产物的生物化学功能以及相关调控方式进行研究。首先利用分离集群分组分析法(Bulked Segregant Analysis, BSA)结合序列相关扩增多态性标记技术(Sequence-Related Amplified Polymorphism,SRAP),鉴定到8个与M/m基因连锁的分子标记。用F2分离群体的167个单株检测后发现,其中共显性标记ME1EM26和显性标记ME1EM23分别位于M/m基因两侧,而共显性标记ME8SA7与M/m基因共分离。利用黄瓜基因组BAC文库介导的染色体步移技术,成功的将显性标记ME1EM23转化为共显性的SCAR标记S_ME1EM23。结合另外两个由标记ME1EM26和标记ME8SA7转化的共显性SCAR标记S_ME1EM26和S_ME8SA7，在一个较大的900株分离群体中检测后发现，M/m基因定位于标记S_ME1EM26和标记S_ME1EM23之间，连锁距离分别为5.4cM和0.7cM，标记S_ME8SA7仍然与M/m基因共分离。利用最终2700株分离群体分析上述标记发现，标记S_ME8SA7与M/m基因之间存在2个交换单株。利用该标记扫描基因组BAC文库，获得一个含有该区段的BAC克隆B87。经末端测序，从B87的M13末端开发出一个SNP标记并发现其与M/m基因存在3个交换单株。利用B87的T7末端序列扫描基因组BAC文库获得克隆B70。经全片段鸟枪测序，开发出一个标记SSR70并发现其与M/m基因存在1个交换单株。利用B70的T7末端获得第三个BAC克隆B85，经全片段测序开发出另一个标记SSR8504。经分离群体分析表明，其与M/m基因存在2个交换单株，并与标记SSR70位于M/m基因两侧。经序列拼接，利用上述三个交换单株，鉴定到一个52kb的候选区间包含M/m基因。序列分析表明该区间存在两个候选基因。通过共分离分析，不同性型黄瓜亲本间多态性检测，以及近等基因系间基因表达差异性分析，确定M/m基因的候选基因为CsACS2，其编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶（ACS）同源物。利用大肠杆菌工程菌株JAde6进行原核表达分析发现，隐性m基因编码产物在该合酶的一个保守氨基酸位点发生突变，从而导致原始酶学活性丧失。同时亦证明之前被克隆的F基因（CsACS1G）编码产物与M基因编码产物相同，均具有ACS活性，均可能与植物激素乙烯作用有关。内源乙烯作用干扰试验结果表明，M基因的候选基因CsACS2可以被乙烯诱导表达，而这种乙烯的来源可能是F基因，也可能是M基因本身。