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黄瓜由于花性型分化的多样性,已成为研究植物性型分化的模式植物。黄瓜性型主要受3对主效基因F/f,M/m,A/a,这3个主效基因均已被克隆并被证实为编码控制乙烯生物合成关键酶—1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase,ACC合成酶)。因此,在全基因组水平上了解黄瓜ACS基因家族,对于黄瓜性型决定机制的研究有重要意义。本研究利用黄瓜基因组数据库等多个公共数据库资源,鉴定出黄瓜ACS基因家族成员并进行了相关生物信息学分析,家族基因表达模式分析及候选基因的克隆。并对鉴定出的CsACS2(即黄瓜单性花控制基因M)的功能在拟南芥中进行了初步研究,主要研究成果如下:1.利用“Aminotransferase class Ⅰ and Ⅱ”保守结构域(Pfam:PF00155)的HMM profile和Hmmer 3.0软件在黄瓜基因组数据库的蛋白质数据库中获得48条候选的蛋白质序列。进一步分析后最终获得8条预测为具有依赖PLP的保守结构域和ACC合成酶功能的蛋白质序列并进行生物信息学分析。8个候选的黄瓜ACS基因家族成员中,CsACS1(Csa6G496450),CsACS2(Csa1G580750),CsACS4(Csa6G006800)和CsACS11(Csa2G353460)已被报道过,CsACS5(Csa4G099220),CsACS6(Csa4G049610),CsACS8(Csa3G177920),CsACS9(Csa5G157380)均为首次报道,并克隆获得了这8条基因的CDS序列;2.通过对黄瓜不同品系不同组织中ACS家族基因表达模式的分析,发现在黄瓜Gy14中,相对于根中表达量,在顶芽中上调表达的基因为CsACS4,CsACS1,CsACS2,Cs ACS11,CsACS8和CsACS9;CsACS6在茎中上调表达;CsACS5在嫩叶中上调表达;在黄瓜9930中,相对于根中表达量,CsACS4在茎和顶芽中均有上调表达,在茎中上调表达更高;CsACS5,CsACS2和CsACS1在茎、嫩叶、顶芽中均未出现上调表达;CsACS11在顶芽中有上调表达;CsACS6和CsACS8在嫩叶中均有上调表达;CsACS9在嫩叶和顶芽中均有上调表达,嫩叶中上调表达更高。而在黄瓜H34中,ACS家族基因在各茎、嫩叶、顶芽中均未出现上调表达。3.将CsACS2(即黄瓜单性花控制基因M)置于拟南芥AP3启动子下进行拟南芥转基因并对鉴定为阳性的转基因PAP3::CsACS2-GUS拟南芥植株和野生型拟南芥植株幼嫩花蕾中CsACS2基因和拟南芥B类基因APETALA3(AP3)及PISTILLATA(PI)的表达情况进行分析,结果表明转基因PAP3::CsACS2-GUS阳性植株中CsACS2基因表达量均高于野生型拟南芥,而拟南芥B类基因在转基因阳性植株中表达水平均低于野生拟南芥;拟南芥幼嫩花蕾的组织化学染色结果表明CsACS2基因在转基因PAP3::CsACS2-GUS拟南芥幼嫩花蕾中雄蕊部位特异表达;通过解剖镜和扫描电子显微镜观察拟南芥花器官发现转基因PAP3::CsACS2-GUS拟南芥雄蕊形态不正常并且雄性不育(不能产生角果),主要出现了3种类型的不正常雄蕊形态,分别为乳头状雄蕊、心皮化雄蕊和细丝状雄蕊。以上结果表明在拟南芥雄蕊中特异性表达CsACS2基因会明显抑制雄蕊的发育。