目的与意义：乙烯对非呼吸跃变型果实的成熟调控机制尚不明确。西瓜果实属于非呼吸跃变型果实，据报道称，外源乙烯处理会导致西瓜果实软化加速和水脱。以呼吸跃变型果实番茄为对照，拟测定西瓜果实乙烯的释放量和组织乙烯（CIE）含量，分析乙烯合成酶基因ACS和ACO基因在不同类型西瓜果实成熟过程中表达量变化，希望能解析乙烯在非呼吸跃变型西瓜果实成熟过程中的作用、获得调控西瓜果实成熟的关键基因。
　　材料与方法：以番茄果实为对照，测定正常成熟‘97103’和不成熟‘PI296341-FR’果实中乙烯的释放量和组织中乙烯的含量。通过全长比对和蛋白结构域分析西瓜基因组ACS和ACO基因，利用Blast2GO软件（v2.5.0）获取ACS和ACO候选蛋白，利用InterproScan和PFAM分析候選蛋白结构域，利用分子进化遗传分析软件（MEGA）5.0构建系统进化树，利用qPCR检测‘97103’果肉成熟过程中ACS基因和ACO基因的表达量。
　　结果与分析：（1）果实发育过程中的乙烯产量：西瓜‘97103’和‘PI296341-FR’果实的乙烯释放量在整个发育过程中都处于极低水平。西瓜果肉中的CIE约为番茄的1/10，其含量明显高于西瓜果实乙烯释放量，模式也明显不同。（2）乙烯合成酶的活性：西瓜果肉中的ACS活性比番茄低约3～7倍，并且在2个品种果实发育期间显示出不同的模式。在‘97103’果肉中，ACS活性从10 DAP至18DAP和26DAP成倍增加。‘PI296341-FR’果肉中的ACS活性明显较低，并且在4个发育阶段没有显著差异。在西瓜‘97103’果肉中发现相对高水平的ACO活性。与‘97103’相比，‘PI296341-FR’果肉中ACO活性平均水平要低得多。（3）ACS和ACO基因的鉴定和系统发育分析：在西瓜基因组中识别到8个ACS基因（Cla000483，Cla006245，Cla006634，Cla011230，Cla011522，Cla014057，Cla014652和Cla022653）和8个ACO基因（Cla004353，Cla010665，Cla013516，Cla014414，Cla014827，Cla016287，Cla016825和Cla023189）。将西瓜ACS/ACO与拟南芥，番茄和草莓中ACS/ACO的蛋白质进行系统发育分析。西瓜ACS基因Cla006634与番茄SIACS2和SIACS4，草莓的FaACS1分为一组，Cla014652与番茄的SIACS1A和SIACS6分为一组，西瓜ACO基因Cla016287和Cla014414与番茄SIACO1，草莓FaACO1和甜瓜（Cucumis melo L.）CmACO1基因密切相关。（4）乙烯合成基因的表达：鉴定到8个ACS和8个ACO基因，排除有限转录的基因，最后确定4个ACS基因（Cla006245，Cla011522，Cla014652和Cla022653）以及4个ACO基因（Cla010665，Cla013516，Cla014827和Cla016287），进行阶段和组织特异性表达分析。4个ACS基因在西瓜果肉和其他组织中表现出不同的表达模式（原图3）。在整个果实发育过程中，Cla011522和Cla022653均以成熟依赖性方式表达，并且它们的转录水平在‘97103’果肉成熟时高度诱导，显著高于其他2个ACS基因Cla006245和Cla014652。4个ACO基因显示出不同的时间和空间表达模式（原图4）。Cla014827在成熟的果肉中特异性高表达，在‘97103’果肉26DAP时达到峰值。Cla016287在‘97103’的果肉和中果皮（18DAP）表达量都很高，但在其他组织较低。在‘PI296341-FR’中，Cla016287以类似的方式转录，但水平相对较低。相比之下，成熟果实中的Cla013516和Cla010665以相对低的水平表达，并且在10DAP时到达早期峰值，然后在整个发育过程中急剧下降。
　　结