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甜瓜(Cucumis melo L.)是全世界广泛栽培的一种重要的经济类瓜果作物,贮藏性是甜瓜经济价值最重要的影响因素之一。乙烯在甜瓜果实成熟过程中发挥重要作用,而ERF又是乙烯信号转导途径中重要的转录因子,然而ERF在甜瓜果实发育过程中的功能仍然未知。本研究利用生物信息学方法分析了甜瓜ERF转录因子亚家族64个成员蛋白序列特性及其基因的启动子元件。以甜瓜品种河套蜜瓜为试材,使用实时定量PCR的方法构建了该亚家族成员在不同组织和不同发育时期果实中的表达谱,获得了 8个在果实发育中高表达的候选基因。利用瞬时表达的方法分析了候选基因的功能,进一步用候选基因的过表达、RNAi和基因编辑载体进行稳定遗传转化甜瓜,分析其在果实发育过程中的功能。主要结果如下:1.生物信息学分析发现甜瓜64个ERF蛋白的分子量介于14.00 kDa~46.62 kDa;40个蛋白的理论等电点小于7;预测所有蛋白均为亲水性蛋白;除CmERFIV-5,其他蛋白都是不稳定蛋白;58个蛋白定位于细胞核内、1个蛋白位于细胞质、5个蛋白定位于叶绿体;28个蛋白含有信号肽;64个基因获得83种启动子元件,其中包含赤霉素、茉莉酸、生长素、水杨酸、脱落酸和乙烯的不同应答元件,还包括厌氧、低温、热、干旱、创伤和真菌胁迫的不同应答元件;进化分析发现ERF在不同物种间相对保守;64个基因在12条染色上呈不均匀分布。2.实时定量PCR检测64个CmERFs在根、茎、叶,9 d、18 d、27 d、36 d、呼吸跃变期和跃变后期果实中的表达量,发现8个基因在呼吸跃变期高表达,且在跃变期和跃变后期的表达量存在显著差异,其中(CmERFⅠ-15、CmERⅡ-9、CmERFⅣ-2、CmERFⅣ-3在呼吸跃变后期的表达量显著高于根、茎、叶中的表达量。3.利用瞬时表达分析8个基因在果实发育中的功能,发现过表达CmERFⅠ-15、CmERFⅡ-9、CmERFⅢ-1、CmERFⅣ-2、CmERFⅣ-3、CmERFⅤ-4促进成熟,RNAi抑制其表达则延迟成熟;过表达CmERFI-18和CmERFⅢ-13延迟成熟,RNAi抑制其表达则促进成熟。4.选择瞬时表达效果最明显的五个基因:CmERFⅠ-CmERFⅡ-9、CmERFⅢ-1和CmERFⅣ-2CmERFⅣ-3构建基因编辑载体。将8个基因的过表达、RNAi载体和5个基因的基因编辑载体分别稳定遗传转化至甜瓜。分析T3转化果实成熟期,发现Cm2ERFⅠ-15的三个过表达株系分别比野生型早熟7.58天、7.47天和6.98天,RNAi三个株系分别比野生型晚熟9.20天、10.60天和11.08天,基因编辑三个株系分别比野生型晚熟13.23天、14.63天和14.53天;(CmERFⅡ-9的三个过表达株系分别比野生型早熟6.05天、6.35天和5.05天,RNAi三个株系分别比野生型晚熟8.15天、8.30天和9.10天,基因编辑三个株系分别比野生型晚熟11.80天、12.40天和12.75天。5.分别采摘CmERFⅠ-15授粉后28天的过表达果实、授粉后45天的RNAi果实和授粉后50天的基因编辑果实,采摘CmERFⅡ-9授粉后29天的过表达果、授粉后44天的RNAi果实和授粉后48天的基因编辑果实,测定上述果实采后的呼吸速率,发现CmERFⅠ-15和CmERFⅡ-9过表达果实分别在采后18.24小时和20.74小时出现呼吸峰值,分别比野生型提早7.16小时和4.66小时出现;两个基因的RNAi果实分别在采后31.81小时和31.65小时出现呼吸峰值,分别比野生型延迟6.54小时和6.25小时出现;两个基因的基因编辑果实分别在采后33.44小时和32.24小时出现呼吸峰值,分别比野生型延迟8.04小时和6.84小时出现。CmERFI-15和CmERFII-9的过表达果实采后硬度下降速度较野生型快,而RNAi和基因编辑果实的硬度下降速度较野生型慢。6.检测ACS和ACO在转基因果实中的表达量,发现CmACOI在CmERFI-15转基因果实呼吸跃变前期的表达量与野生型存在极显著差异,表现为CmERFI-15与CwACO1的表达量呈正相关;CmACO3在CmERFI-15和CmERFII-9转基因果实呼吸跃变前期和跃变期的表达量与野生型存在极显著差异,表现为CmERFI-15和CmERFII-9与CmACO3的表达量呈正相关;CmACS5在CmERFII-9转基因果实呼吸跃变期的表达量与野生型存在极显著差异,表现为CmERFII-9与CmACS5的表达量呈正相关。综上研究结果表明,甜瓜ERF转录因子基因CmERFI-15和CmERFII-9具有促进果实成熟的功能。