黄瓜矮生基因（cp）的精细定位、克隆及功能分析

节间长度是葫芦科植物的重要株型性状，节间的长短直接导致植株的高矮。目前生产上主栽黄瓜品种多节间长，植株高，使栽培群体的通风、透光受到严重影响，不仅妨碍叶片的光合作用，而且易造成病害的发生和蔓延，进而影响黄瓜的产量和品质。因此缩短黄瓜的节间长度，使其株型矮化，紧凑对于黄瓜生产和栽培极具理论和实际意义。本项目针对矮生的研究现状和生产上的实际需要，依据课题组前期研究结果，对控制节间短缩的cp基因进行研究。利用cp基因所构建的4个F2代群体，对cp基因进行精细定位；用图位克隆法克隆候选基因；采用qPCR，黄瓜种质资源cp位点多样性调查、TILLING等技术验证cp候选基因的功能。该研究结果不仅能为黄瓜株型育种奠定理论基础和提供可直接利用的目标基因，为新矮生基因资源的挖掘、筛选和功能分析提供理论依据及技术支撑；而且该研究结果对与揭示黄瓜株高的调控、蔓生长和发育的机理也具一定的参考借鉴作用。

节间长度直接决定黄瓜植株的高矮。来源于黄瓜PI308915（即WI7201）中的矮生基因cp使植株节间短缩，株高降低。cp的挖掘及机理研究，对于黄瓜的株型育种具有重要的意义。项目取得的重要结果如下：.1. cp基因的精细定位. 在220kb定位基础上，构建了12500株的F2群体，开发了111对SSR标记和15对SNP标记，将基因定位在1个基因内（物理距离8 876bp）。.2. cp候选基因的克隆. 蔓生和矮生种质cp基因的cDNA和DNA长度分别为3348、3276 bp和 6866、12419bp；矮生种质mRNA序列的第22个外显子(长为72bp)完全缺失，DNA序列上，在该缺失外显子内部插入了1个长为5548bp的逆转录转座子。.3. cp位点多样性分析. 在300份黄瓜种质中对cp基因插入片段进行了位点多样性分析，结果证实PI308915的插入片段是唯一的。.4. cp基因转录水平的时空表达特性分析. 矮生和蔓生种质各时期的CsER基因在幼嫩的组织，特别是茎尖表达量最高，依次是茎、叶，在根、子叶和下胚轴中几乎不表达。而在这两种质间该基因的表达量无显著差异。.5. cp基因翻译水平的时空表达特性分析. 构建了短截的cp基因原核表达载体，制备了该蛋白的多克隆抗体，目前western-blotting检测正在进行中。.6. 黄瓜EMS突变体库的构建及矮生突变体基因的克隆. 构建了含3005个M2株系的EMS突变体库，发现1个节间极短的突变体，利用SSR定位和MutMapping方法对此突变基因scp-1进行克隆，发现scp-1基因是P450，并利用400份黄瓜种质对突变位点进行了验证。.7. cp启动子的克隆及时空表达特性分析. 将cp起始位点5'-端上游不同长度的调控序列与GUS融合，并在拟南芥中稳定表达，结果与定量结果一致。 .8.cp对黄瓜和拟南芥的遗传转化. 构建了cp基因植物表达载体，转化拟南芥的突变体和黄瓜。蔓生黄瓜的cp可恢复拟南芥的突变体表型；在黄瓜上的遗传转化已获得10余株互补试验的PCR阳性植株，正进行western-blotting检测。.9. cp调控网络解析. 利用BSR-Seq的方法，分别对F2群体纯合的显性株和隐形株构建基因池进行转录组测序，解析cp可能的调控网络，结果在分析中。...