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甜瓜是重要的园艺经济作物,是除了番茄以外的另一种可供选择且非常重要的研究肉质型果实发育的模式植物。本研究以甜瓜品种河套蜜瓜(Cucumis melo L.cv.Hetao melon)作为实验材料,采用分子生物学的研究方法探究了在甜瓜果实发育过程中高表达的三个功能未知基因的特性及果实成熟过程中的作用。主要研究结果如下:⑴根据甜瓜果实的转录组数据筛选得到在甜瓜果实发育过程中高表达的三个功能未知基因:MELO3C015185,MELO3C020745和MELO3C011405。通过生物信息学分析,发现MELO3C015185蛋白为疏水性蛋白,有一个跨膜结构域、无信号肽,亚细胞定位预测该蛋白定位在细胞膜上。MELO3C020745蛋白和MELO3C011405蛋白均为疏水性蛋白,无跨膜结构域、无信号肽。亚细胞定位预测MELO3C020745蛋白定位在细胞质中,MELO3C011405蛋白定位在细胞核中。⑵实时荧光定量PCR检测结果表明,MELO3C015185基因表达量为茎>叶>雄花>生长期果实;MELO3C020745基因表达量在呼吸跃变期果实中最高,雄花中次之;MELO3C011405基因表达量在两性花中最高,成熟期果实中次之。亚细胞定位结果初步表明,MELO3C015185,MELO3C020745和MELO3C011405蛋白分别定位在细胞膜、细胞质和细胞核。⑶克隆了MELO3C015185,MELO3C020745和MELO3C011405基因的cDNA,其ORF序列分别为777 bp,249 bp,264 bp。分别构建了三个目的基因的超表达载体:pP-5185、pP-0745、pP-1405和基因编辑载体:pYL-5185、pYL-0745、pYL-1405。⑷采用子房注射法分别将超表达载体pP-5185、pP-0745、pP-1405和编辑载体pYL-5185、pYL-0745、pYL-1405导入甜瓜,对T1代转化种子进行PCR检测,阳性率分别为8.3%、11.6%、15%和21.7%、16.7%、10%。将T1代转化种子播种于日光温室,经PCR检测,分别获得5株、4株、5株和5株、4株、4株阳性植株。通过对阳性T1代转化植株的成熟期进行统计,可以看出MELO3C020745基因的超表达载体转化植株的成熟期相较于野生型对照提前了2.7天,而编辑载体转化植株的成熟期相较于野生型对照推后了7.3天。另外两个基因MELO3C015185基因和MELO3C011405基因转化植株的成熟期与野生型对照相差无几。初步表明,MELO3C015185基因和MELO3C011405基因对果实成熟可能没有影响,而MELO3C020745基因对果实成熟起到促进作用。