南瓜是葫芦科南瓜属(Cucubita ssp.)一年生草本植物,是典型的雌雄异花同株植物,杂种优势明显,杂交种生产过程中,需要人工去雄,费时费力。解析南瓜性别决定机制,为雌性系的培育提供理论依据具有重要意义。本研究以印度南瓜强雌自交系‘2013-12’和强雄自交系‘9-6’为试材,取两份材料第一片真叶与第十片真叶长出1 cm时的茎尖进行Illumina HiSeq转录组测序,对测序数据进行统计与质量分析,筛选出与性别分化相关的重要基因,并对差异表达基因进行初步功能分析。研究内容如下:1、对印度南瓜强雌自交系‘2013-12’和强雄自交系‘9-6’的茎尖进行转录组测序得到63.56 Gb的Clean reads,序列组装拼接获得条131960条unigene,平均长度为688 bp。四个发育时期,相互比较共有496个基因上调,375个基因下调。通过对差异表达基因进行GO功能聚类分析发现参与南瓜性别表达分别与乙烯、生长素、赤霉素、脱落酸及油菜素内酯等多种激素合成、信号传导等代谢途径相关。经过KEGG注释得到7205条Unigene,所有的基因可以归为176个信号途径,主要包括蛋白质合成和代谢以及信号传导等,其中参与植物激素信号传导的基因最多。差异表达基因中筛选出38个参与植物激素合成、信号转导途径相关的关键基因,其中10个参与乙烯合成与信号传导相关基因、5个参与脱落酸合成和信号转导途径的蛋白激酶基因、2个与细胞分裂素相关基因、12个编码生长素响应蛋白AUX/IAA基因和2个赤霉素合成途径基因在雄花阶段上调表达,7个与乙烯、脱落酸、生长素和细胞分裂素相关的基因在雌花阶段上调表达。从中选取17个关键基因进行qRT-PCR表达量验证,基因表达变化与转录组的变化趋势一致。2、检测5个ACC氧化酶基因CmACO1,CmACO2,CmACO3,CmACO4,CmACO5在强雌自交系‘2013-12’开花期不同器官中的表达模式,这5个基因在根、茎、叶、雌花和雄花中均有表达,其中CmACO1基因在雌花中表达量最高。进一步检测CmACO1基因在不同花部位、雌蕊和雄蕊不同发育时期以及不同激素处理的表达模式,发现随着雌花发育CmACO1基因积累量随之增加,推测CmACO1基因参与雌花的发育,乙烯利和生长素处理后CmACO1基因表达量相比对照显著增加,表明CmACO1基因同时受乙烯和生长素调控。对CmACO1进行克隆得到cDNA序列全长为936 bp,并对CmACO1基因编码蛋白进行了生物信息学分析。3、检测3个AP2基因CmAP2-1,CmAP2-2,CmAP2-3在强雌自交系‘2013-12’开花期不同器官中的表达模式,这3个基因在根、茎、叶、雌花和雄花中都有表达,其中CmAP2-2基因在雌花中表达量最高。检测CmAP2-2基因在不同花部位、雌蕊和雄蕊不同发育时期的表达以及不同激素处理的表达模式,发现随着子房发育CmAP2-2基因积累量随之增加,且乙烯利处理后CmAP2-2基因大量表达,表明CmAP2-2基因参与子房的发育并参与乙烯信号途径。进一步检测CmAP2-2基因在授粉后1、3、5、7天胚珠中的表达模式,表明CmAP2-2基因随着胚的发育表达量逐渐增加;利用外源激素ACC、IAA对胚进行处理,表明CmAP2-2基因不仅参与了乙烯信号通路还可能参与生长素信号通路的应答。克隆得到的印度南瓜CmAP2-2基因cDNA序列全长为1682 bp,并对CmAP2-2基因编码蛋白进行了生物信息学分析。