【摘 要】
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黄瓜属单性花植物,花的性别分化直接影响产量和品质。前人已就黄瓜雌花发育的分子调控机制开展了较多研究,而雄花发育分子机制则一直被忽视,尚难全面了解黄瓜花芽性别发育的
【机 构】
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中国农业大学农学与生物技术学院蔬菜系;
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黄瓜属单性花植物,花的性别分化直接影响产量和品质。前人已就黄瓜雌花发育的分子调控机制开展了较多研究,而雄花发育分子机制则一直被忽视,尚难全面了解黄瓜花芽性别发育的分子机制。赤霉素(GA)是重要的植物激素之一,可促进黄瓜雄花形成,但其作用机制尚不清楚。GA可通过生物合成和信号转导调控花的发育,而我们前期实验表明,在黄瓜雄花发育过程中,GA信号转导因子可能起着比生物合成基因更为重要的作用。GAMYB是一类GA信号转导的正向调控因子,在拟南芥、水稻等两性花植物中,GAMYB可促进花药、雄蕊和花粉的发育,但在黄瓜等单性花植物中研究较少。故在本研究中,我们以雌雄同株异花型黄瓜为供试材料,克隆了黄瓜GAMYB同源基因,命名为CsGAMYB1,并对其基因结构进行了分析,与其他植物的GAMYB基因相比,CsGAMYB1同样含有3个外显子和2个内含子,且具有GAMYB家族特殊的R2R3重复序列和Box1、2、3保守区域,说明CsGAMYB1属于GAMYB家族。同时,利用荧光定量PCR技术和原位杂交技术对CsGAMYB1的时空表达模式进行了检测和分析,CsGAMYB1主要在黄瓜雄花的花瓣和雄蕊表达,而在雄花发育的过程中主要在两性期,即雄花形成时期表达,且外源GA喷施可上调其表达。利用黄瓜遗传转化体系,我们获得了CsGAMYB1干扰的转基因植株。在转基因植株中,雌花节数量增加,雄花节数量下降,且生长势较弱,类似于GA缺失的表型。由此,我们推断,GA可能是通过调控CsGAMYB1基因的表达来促进黄瓜雄花的形成。本研究初步解析了黄瓜中GA信号转导因子CsGAMYB1促进雄花发育的分子机制及其对雌花形成的影响,丰富了黄瓜花芽性别分化理论,同时为黄瓜花芽性别分化的分子诱导和丰产栽培措施的制定提供了理论支撑。
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