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甜瓜是具有重要商业价值的园艺作物,对于消费者来说,它的品质是一个重要的质量属性。甜瓜果实中含有香味挥发物、可溶性糖、有机酸、色素、次生代谢物等,可以提供很多人类的日常饮食营养,因此受到人们的喜爱。甜瓜果实不耐贮运,货架期相对较短,在运输和销售过程中伴随着果实的成熟和软化,损失加剧。而且,采摘后果实过度软化引起皱缩、干燥和霉变,严重降低了甜瓜果实的质量和感观性状。α-甘露糖苷酶(α-mannosidase)是一类关键性糖苷酶,由很多成员组成。它的功能是修剪糖蛋白糖链中的不同甘露糖基,它不仅在糖蛋白的形成过程中发挥重要作用,并且参与果实的成熟与软化。为了研究甜瓜α-甘露糖苷酶基因(α-Man)在果实发育成熟中的功能,本论文以甜瓜品种河套蜜瓜为研究材料,克隆了甜瓜果实中的α-Man基因全长cDNA。测定了甜瓜根、茎、叶、子房等不同组织和不同发育时期的果实中α-甘露糖苷酶活性,结果表明在子房中的酶活性最低,根、茎、叶组织中的酶活性较高,约为子房中活性的3～5倍。授粉后10～30d的果实中,其活性显著下降,而授粉后40d果实果皮颜色变黄,其活性有所增加。RT-qPCR分析结果显示,α-Man基因在叶片中的表达量最高,子房中表达量最低,叶片中表达量约为子房中的表达量的6倍,授粉后10-30d α-Man基因表达量显著下降,而授粉后40d果皮颜色变黄,其表达量有所回升利用农杆菌介导的瞬时表达技术,分别将含α-Man基因的超表达载体pPZP221-Man、RNAi载体pART-Manl和pART-Man2的农杆菌菌液注射至成熟期甜瓜果实,进行瞬时表达,并对其进行了表达特性分析。3-5天时,注射超表达载体菌液的果实在注射部位出现了提前变黄的表型。5-7天时,注射RNAi载体菌液的果实在注射部位仍保持绿色(推迟变黄)。α-甘露糖苷酶活性测定结果显示,与非注射部位相比,注射超表达载体的组织α-甘露糖苷酶活性较高,而注射RNAi载体的组织α-甘露糖苷酶活性较低。RT-qPCR分析表明,在瞬时超表达α-Man基因的果实组织中,α-Man基因和ACS6等成熟相关基因表达水平增高,而在瞬时抑制α-Man基因表达的果实组织中,这些基因表达水平有所下降,表明α-Man基因具有促进果实成熟的功能。应用花粉管通道法转化技术,分别将pPZP221-Man (Oe-Man)和pART-Man1俾(Ri-Man)载体导入甜瓜,经PCR检测证明外源基因已经整合到受体植物的基因组中,分别获得了T1代和T2代转基因植株。与未转基因对照甜瓜相比,转Oe-Man T1代甜瓜果实提前10d成熟,α-Man基因及成熟相关基因表达量显著提高,α-甘露糖苷酶活性也显著升高；转Ri-Man1T2代甜瓜果实成熟期和采后贮藏期显著延长,α-Man基因和成熟相关基因表达量以及α-甘露糖苷酶活性下降。结果表明,甜瓜α-Man基因在甜瓜果实耐贮藏基因工程中具有重要应用价值。