蛇甜瓜果实形态建成的激素和转录组分析

摘要

蛇甜瓜（Cucumis melo var. flexuosus）是适合酱渍加工的独特甜瓜变种，在我国广泛栽培。本研究旨在通过解析不同果实发育时期的激素含量变化和转录组特征，挖掘调控果实形态建成的关键遗传因子，为甜瓜品质改良提供理论依据。以蛇甜瓜551为材料，设置5个关键发育时期：授粉前5 d(ZF5,-5 DAP)、开花当日（Z0,0 DAP）、授粉后9 d(Z9,9 DAP)、授粉后15 d(Z15,15 DAP)和授粉后25 d(Z25,25 DAP)，采集果肉组织进行激素含量测定和RNA-Seq分析。结果表明，不同时期转录组分析共鉴定到12 052个差异表达基因（DEGs），其中37个基因与激素生物合成及信号转导相关。GO富集显示，DEGs主要参与膜系统构建和DNA结合转录调控。KEGG分析揭示DEGs显著富集于次生代谢产物生物合成、植物激素信号转导和氨基酸代谢等通路。在激素含量测定中，IAA主要在果实发育前期参与调控果实膨大，GA24和cZR也参与调控果实的前期发育。值得注意的是，生长素、赤霉素和细胞分裂素信号途径相关基因呈现动态表达特征，其中Z0～Z9阶段，AUX/IAA基因的表达量差异为2～3倍。综上，植物激素信号网络在蛇甜瓜551果实纵向生长中发挥核心调控作用，其中生长素信号枢纽基因AUX/IAA(MELO3C012951、MELO3C012952)与SAUR(MELO3C002378)在果实快速伸长期（Z0～Z15）呈梯度表达模式，表明这些基因可能通过调控细胞扩张驱动果实形态建成。

关键词

甜瓜 / 果实发育 / 转录组分析 / 差异表达基因 / 植物激素

基金资助

河南省科技攻关计划（252102110298）; 河南省重大科技专项（221100110400）; 国家现代农业产业技术体系（CARS-25-2025-G6）; 中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-2025-ZFRI）; 西瓜甜瓜优质多抗新品种选育及绿色高效栽培技术研究与示范（NKYGZL-2026-09）