【摘 要】
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甜瓜（Cucumis melo L.）属于葫芦科甜瓜属植物,是重要的园艺作物之一,其果实具有多种表型,如果实大小、果肉厚度和香气等,是研究果实性状的理想模式植物。SUN家族基因在植物果实生长发育及响应生物和非生物胁迫中起重要作用,SUN家族基因编码钙调蛋白结合蛋白,其含有IQ67结构域。本研究以甜瓜品种河套蜜瓜（Cucumis melo L.cv Hetao melon）为研究材料,通过Real-
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31860563）; 内蒙古自治区应用技术研究与开发资金（2021PT0001）; 内蒙古自治区自然科学基金项目（2021BS03002）; 内蒙古大学高层次引进人才启动资金（10000-21311201/056）
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甜瓜（Cucumis melo L.）属于葫芦科甜瓜属植物,是重要的园艺作物之一,其果实具有多种表型,如果实大小、果肉厚度和香气等,是研究果实性状的理想模式植物。SUN家族基因在植物果实生长发育及响应生物和非生物胁迫中起重要作用,SUN家族基因编码钙调蛋白结合蛋白,其含有IQ67结构域。本研究以甜瓜品种河套蜜瓜（Cucumis melo L.cv Hetao melon）为研究材料,通过Real-time PCR发现SUN基因家族成员Cm SUN7、Cm SUN12在开花当日未授粉的子房和花当中的相对表达量最高,表明Cm SUN7、Cm SUN12可能在子房发育时期影响果实发育,因此选取Cm SUN7、Cm SUN12为目的基因,初步探究Cm SUN7、Cm SUN12在果实生长发育中的作用,研究结果如下:（1）Real-time PCR实验表明,Cm SUN7与Cm SUN12基因在甜瓜根、茎、叶、两性花、雄花、未授粉的子房和果实中均有不同程度的表达,在果实的四个发育时期表达较低,在开花当日未授粉的子房和花中表达较高。（2）利用生物信息学技术从甜瓜全基因组中共鉴定出25个SUN家族成员,按染色体上的分布顺序分别命名为Cm SUN1-Cm SUN25,其中Cm SUN7位于4号染色体,Cm SUN12位于6号染色体。通过保守结构域分析发现Cm SUN7、Cm SUN12含植物特有的IQ67结构域。基因结构分析发现SUN基因家族成员的外显子较多致使基因能够形成多种剪切方式,编码多种不同功能蛋白。通过对拟南芥、黄瓜、甜瓜SUN家族蛋白序列聚类分析,构建了黄瓜、拟南芥、甜瓜之间的系统进化树。（3）成功克隆目的基因Cm SUN7与Cm SUN12的c DNA序列。构建超表达载体p1305-Cm SUN7、p1305-Cm SUN12和CRISPR/cas9基因编辑载体p HSE-Cm SUN7、p HSE-Cm SUN12。构建亚细胞定位载体p CAM-Cm SUN7和p CAM-Cm SUN12,亚细胞定位结果表明Cm SUN7蛋白定位于叶绿体,Cm SUN12蛋白定位于细胞膜。（4）利用子房注射法分别将p1305-Cm SUN7、p1305-Cm SUN12、p HSE-Cm SUN7、p HSE-Cm SUN12载体导入甜瓜,T1代甜瓜种子PCR检测发现超表达载体阳性率为5%和4.2%,基因编辑载体阳性率为4.2%和3.3%。对T3代超表达阳性植株子房授粉后12 h和72 h进行定量分析,结果显示授粉12 h后Cm SUN7表达量是野生型甜瓜的5.2、4.4、5.8倍;72 h后表达量为8.3、9.2、6.8倍,Cm SUN12授粉当天表达量是野生型甜瓜的5.1、3.6、3.7倍;72 h后表达量为7.8、10.4、8.2倍。（5）Cm SUN7基因T3代超表达果实果形指数达到1.26,Cm SUN12基因T3代超表达果实果形指数达到1.20。超表达果实果形指数与对照组都存在显著差异。结果提示Cm SUN7与Cm SUN12基因可能会对果实伸长起到一定的促进作用。（6）酵母自激活实验证明Cm SUN7、Cm SUN12、Cm GSTXC、Cm Ca M5、Cm CML11蛋白均无转录激活活性。酵母双杂交结果表明,Cm SUN7不与Cm GSTXC、Cm Ca M5、Cm CML11蛋白互作,Cm SUN12与Cm GSTXC、Cm CML11蛋白没有互作,Cm SUN12与Cm Ca M5蛋白存在互作。
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