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甜瓜(Cucumis melo L.)是全世界广泛种植的园艺作物,其果实富含植物纤维、多种维生素、矿物质和抗氧化物,是人类重要的食物来源,具有重要的经济价值。甜瓜果实是该植物的重要产品器官和种子传播器官,近年来已成为研究植物果实发育、性别分化和抗逆机理的葫芦科模式材料,深入解析其发育过程中的调控机制具有重要科学意义和应用价值。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)对植物开花时间、果实成熟、非生物胁迫等多个生物学过程具有重要的调控作用,但其在甜瓜果实发育过程中的调节作用还未见报道。本研究以呼吸跃变型甜瓜品种——河套蜜瓜(Cucumis melo L.cv.Hetao melon)为材料,对其果实发育过程中四个典型时期(生长期(G期)、成熟期(R期)、跃变期(C期)及跃变后期(P期))的中果皮进行了转录组测序,构建了果实的lncRNA文库,鉴定了它们的共位置靶基因(顺式作用)和共表达基因(反式作用),预测了相关lncRNAs对甜瓜果实成熟的调节功能。以生长素刺激应答、激素生物合成等GO条目,植物激素信号转导、类胡萝卜素合成、乙烯合成等KEGG通路为重点,开展了相关lncRNAs的差异表达靶基因及互作lncRNAs的聚类分析、相关lncRNAs靶基因的蛋白与蛋白互作分析(PPI),绘制了共表达lncRNAs的表达网络模式。最终挑选两条与植物激素代谢通路相关的lncRNAs,采用基因编辑和超表达技术,实施了甜瓜的稳定转化实验,完成了较系统的功能验证。本研究主要结果如下:(1)通过将转录组测序reads比对到甜瓜基因组,共注释出3857条lncRNAs,四个发育时期两两比较结果中,共鉴定到1601条差异表达lncRNAs,142条平均FPKM>100.0的lncRNAs。R期与C期间,共识别出510条差异表达lncRNAs。KEGG富集分析显示,在G期与R期间,lncRNAs的共表达基因主要富集于植物激素信号转导代谢通路,表明激素在甜瓜果实从G期向R期转变的调节作用;在R期和C期的比较中,多糖类分解通路相对富集,与C期可溶性固形物升高的生理数据相吻合,证明lncRNA参与调控了C期果实糖分的积累。(2)在植物激素信号转导通路相关基因附近,共发现109条差异表达lncRNAs;422条差异表达lncRNAs与该通路基因存在共表达关系,表明lncRNA参与植物激素调节过程。(3)共表达网络分析显示,高表达的LNC-002345和LNC-000154与生长素信号转导通路相关的差异表达基因存在共表达关系,可能对该通路相关基因的表达具有调节作用;高表达的LNC-000987、LNC-000693、LNC-001323、LNC-003610、LNC-001263和LNC-003380可能参与了乙烯的合成与代谢及ABA信号通路的调节。(4)差异表达转录因子可能参与了甜瓜果实成熟的调控,如LNC-003066可能与b HLH130协同作用、LNC-000126可能与b HLH93共表达、WRKY70可能与LNC-001263存在互作关系。(5)Oe-3380和Oe-3610各三个超表达lncRNA株系的成熟天数和授粉43天果实的生理指标测定显示,Oe-3610的果实与对照组比较,硬度较高,可溶性固形物含量较低,平均成熟天数较对照组推迟了大约7天,表明LNC-003610是甜瓜果实成熟的负调控因子;LNC-003380对果实发育的调控作用不大,Oe-3380的R期、硬度、可溶性固形物与对照组无显著差异。(6)LNC-003380和LNC-003610共表达基因的qRT-PCR结果表明,LNC-003380可能与PDC1、SAPK4和AG2存在共表达关系,LNC-003610可能与转录因子TF3A和生长素早期响应蛋白基因IAA13共表达。