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甜瓜(Cucumis melo L)是一种在世界范围内广泛栽培的重要园艺作物。生产过程中大多数栽培品种为雄全同株类型,雄花在主茎和侧枝上分化产生,两性花只在侧枝的叶腋处分化产生。为探究甜瓜两性花在产生过程中的分子机制,通过乙烯利处理主茎顶点,选取侧枝茎尖(LA)与主茎茎尖(MA);乙烯利处理后的主茎茎尖(Eth)与对照(Cont)主茎茎尖两组样品进行了 RNA-seq测序工作;对获得的RNA-seq数据进行整理分析,发现了与两性花的产生相关的关键KEGG通路,并对关键通路中的显著性的差异基因进行了机理的分析。主要研究结果如下:1、通过乙烯利处理甜瓜的主茎顶点,在植株主茎的前20节内平均产生了2.26个两性花并能正常结果。表明主茎茎尖在经过乙烯利处理以后,在后续的分化过程中可以诱导分化形成两性花。2、通过高通量RNA-seq测序,总共构建了 12个文库,获得了总数为6.64亿的Raw reads,其中在MA与LA的转录因子数据对比中,总共发现4,004个的显著性差异表达基因(DEGs),其中在LA中有2060个基因表达上调,1944个基因表达下调。在Eth与Cont的转录因子数据中,共发现了 2839个显著的差异表达基因,其中上调基因1742个,下调基因1097个。根据对两类基因的对比分析,发现有631个上调的差异基因和492个下调的差异基因在这两对样品的转录组数据中共表达。3、对显著性差异基因进行KEGG通路富集分析表明:在LA与MA以及E th与Cont这两组样品中的共表达上调DEGs,主要在KEGG术语为“植物激素信号转导”“MAPK信号传导途径”和“碳代谢”的三条通路中显著富集。在“植物激素信号转导”通路中参与乙烯信号通路传导的转录因子有6个,分析推定与CmE TR1,CmEBFs,CmEIN3,CmEIL1和CmERF1有关;而在与生长素信号通路中,相关的转录因子分别参与编码AUX1(MELO3C003035),AUX/IAA(MELO3C003473)和SAURs(MELO3C006771 和 MELO3C022337)。在“MAPK 信号转导途径”中共同表达的上调转录因子有15个,除与“植物激素信号转导”相重合的10个基因外,还有5个参与编码:WRKY33(MELO3C020489和MELO3C 009127)、MPK3/6(MELO3C020718)和 CAT1(MELO3C017023和 MELO3C026532),而在“碳代谢”通路中共表达的上调转录因子有20个可与氨基酸代谢通路中的相关基因相互作用,构成众多代谢过程中的前体物质并参与代谢反应。4、对乙烯信号通路差异最明显的共表达基因CmERF1进行了生物信息学与不同部位表达量分析,试验结果表明在拟南芥中CmERF1与AtERF1具有相近的亲缘关系,而基因结构分析发现CmERF1与AtERF1有一个相似的外显子。与其他物种的结构分析表明CmERF1的AP2/ERF结构域与AtERF1(89.66%)、CsERF1(98.28%)和ClaERF1(100%)的AP2/ERF结构域有较高的相似性。亚细胞分析CmERF1定位于细胞核内,通过荧光定量分析其在两性花以及侧蔓顶点中的表达量要高于在雄花芽中表达量,表明CmERF1在两性花的形成过程中参与了表达。5、对参与“植物激素信号转导”、“MAPK信号通路”、“碳代谢”和“植物-病原菌相互作用”DEGs的上游2kb启动子区域进行筛选。总共发现15个显著性差异基因在其启动子区域含有GCC盒或CRT/DRE顺式元件,这些靶基因涉及油菜素内酯,茉莉酸,细胞分裂素等植物激素信号传导途径,以及植物病原体相互作用,碳代谢途径和亚麻荠素的生物合成等途径。6、利用荧光定量的方法对筛选得到的15个下游靶基因,在不同处理浓度同一取样时间,同一处理浓度不同取样时间下的表达量进行了分析。在同一浓度,不同取样时间的试验中我们发现基因ID为MELO3C004498、MELO3C017023、MELO3C018836、MELO3C017130、MELO3C020489和MELO3C009127的这些基因与CmERF1在同一浓度的乙烯利处理下,随着处理时间的增长表现出了相似的基因表达趋势,这些基因主要涉及碳代谢途径,植物病原体相互作用,亚麻荠素的生物合成;而在其中编码WRKY家组蛋白与亚麻荠素的生物合成有关,基因ID为MELO3C009127和涉及病原体相互作用途径的转录因子,基因ID为MELO3C017130的转录因子,在这两种不同的条件中与CmERF1均表现出了相似的表达趋势。