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黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国保护地栽培的重要蔬菜品种。果形是黄瓜重要的外观品质之一,果实弯曲严重影响了黄瓜外观品质,使黄瓜商品性显著下降,从而给农民造成很大的经济损失。因此,探究黄瓜果实弯曲的机理从而减少弯曲果实的比率在黄瓜育种及生产过程中至关重要。14-3-3蛋白是一类普遍存在于真核生物中高度保守的调节蛋白,它通过与靶蛋白的相互作用,参与生物体内的基本代谢、信号转导、细胞分裂、光周期、生物胁迫、非生物胁迫等多种调控过程,是生物体内重要的调节蛋白。实验室前期的研究结果表明,14-3-3蛋白为弯曲黄瓜品种长春密刺果实腹部和果实脊部的差异表达蛋白,此蛋白在弯曲果实腹部的表达量显著高于弯曲果实的脊部,且编码此蛋白的核苷酸序列与黄瓜果实弯曲紧密连锁的分子标记位于同一染色体上,这暗示着14-3-3蛋白基因可能在黄瓜果实弯曲过程中发挥着重要作用。本研究以黄瓜果实弯曲品种长春密刺为试验材料,通过RT-PCR方法分离并克隆了黄瓜果皮14-3-3蛋白基因,并采用实时荧光定量PCR方法对顺直果实和弯曲果实腹部及脊部在果实开花的2、4、6、8、10、12天的基因表达量进行了研究。构建了植物过表达载体和RNA干扰载体,通过花序侵染法对拟南芥进行了遗传转化,希望能为揭示黄瓜果实弯曲的分子机理奠定基础。主要研究结果如下:(1)克隆了黄瓜果皮14-3-3蛋白基因,并将此基因命名为Cs14-3-3。Cs14-3-3基因cDNA全长792bp,编码263个氨基酸,氨基酸序列含有14-3-3蛋白保守结构域,属于14-3-3超级家族。基因序列同源性比对发现,黄瓜与葡萄的基因序列同源性最高为86%,与橡胶树、木薯、大黄、烟草、拟南芥同源性分别达到80%以上。氨基酸序列同源性比对发现,黄瓜与橡胶树、木薯、龙眼、拟南芥的相似性最高,均达到90%以上。分子进化树显示,黄瓜与葡萄、橡胶树、木薯和欧洲山毛榉处于同一个进化支上,亲缘关系最近。Cs14-3-3基因编码蛋白是一个不稳定亲水蛋白,不具有跨膜结构,含有一个14-3-3蛋白信号序列Ⅰ位点,一个14-3-3蛋白信号序列Ⅱ位点,多个磷酸化位点、酰基化位点和糖基化位点。主要定位在细胞核和细胞质中。(2)对Cs14-3-3基因在黄瓜顺直果实和弯曲果实腹部及脊部在果实发育不同时期的表达情况进行的分析结果表明,无论是顺直果实还是弯曲果实的腹部或脊部,Cs14-3-3在果实开花2天的表达量明显高于开花后其他时期,从果实开花4天到12天,随着果实的生长发育,Cs14-3-3基因的表达量在一定范围内浮动,无明显的增加或减少趋势。在果实发育的不同时期,Cs14-3-3基因在顺直果实和弯曲果实腹部及脊部的表达量均呈现弯曲果实腹部>顺直果实>弯曲果实脊部的趋势。说明Cs14-3-3基因与黄瓜果实弯曲有关,为黄瓜果实弯曲相关基因,且此基因在黄瓜果实开花早期发育过程中起重要作用。(3)构建了Cs14-3-3基因过表达载体,命名为PBI121-M14-3-3;构建了Cs14-3-3基因RNA干扰载体,命名为PBI121-F14-3-3。将构建的植物表达载体冻融法成功转化到农杆菌中。(4)将植物表达载体转化到拟南芥中,获得了转化PBI121-M14-3-3的抗性植株8株,其中PCR阳性植株6株。获得了转化PBI121-F14-3-3的抗性植株8株,其中PCR阳性植株6株。收获了转基因植株的T1代种子。