叶片是植物进行光合作用和蒸腾作用的主要场所,研究叶发育机制,能够为提高植物的光合效率提供基础,进而为植物提供所需能量。叶形的研究对于植株生长发育和农业生产非常重要。目前,控制叶形发育过程的分子机制尚不清楚,因此挖掘叶形发育机理,对于加快作物的株型育种进程具有重要意义。本实验室前期利用CAMV35S启动子鉴定了黄瓜圆叶rl(ROUND LEAF)突变体基因Cs PID的功能,构建了35S::Cs PID过表达载体转入拟南芥pid-14突变体中,转基因株系表型与pid-14突变体相比恢复了部分育性。然而前期使用的启动子CAMV35S是组成型启动子,相关研究表明,组成型启动子对植物的生长发育不利,可能会对其他基因的表达有一定影响;而组织特异型启动子只在某些特定器官和组织表达,能够避免实验过程中启动子造成的误差及对植株的损伤,能够使得启动子在特定位置表达。因此,本研究拟克隆拟南芥At PID基因的启动子定向替换CAMV35S,构建过表达载体,转化拟南芥pid-14突变体的杂合子,对Cs PID基因调控黄瓜叶形和花器官的生物学功能进行进一步确认。同时,本研究还利用转录组技术对黄瓜圆叶叶形发育相关差异表达基因进行了鉴定和分析,主要结果如下:1)应用PCR技术克隆了拟南芥At PID基因的启动子,通过在PLACECARE网站上对拟南芥启动子全长1838 bp的序列进行分析,发现该启动子不仅含有核心启动子区域CAAT-box、TATA-box,还存在多种顺式作用元件,如含有与赤霉素有关的基序(GARE-motif),与茉莉酸有关的基序(CGTCA-motif),和光响应元件G-box、GA-motif、ACE、AE-Box、ATC-motif、CATT-motif和GT1-motif等;2)根据本实验室前期获得的调控黄瓜圆叶叶形和花器官发育基因Cs PID(Csa1G537400)序列信息,结合黄瓜基因组数据库,克隆该基因c DNA。利用拟南芥At PID启动子,构建Cs PID过表达载体转化拟南芥pid-14突变体的杂合子,对Cs PID基因的功能进行进一步的确认。结果表明,At PIDp::Cs PID/pid-14转基因植株的花器官育性部分得到了恢复,然而其叶形、平均萼片、雄蕊数和花瓣数量等表型没有完全恢复,仍然与pid-14突变体表型相似,说明Cs PID的过量表达可以恢复pid-14突变体的部分育性;3)通过对黄瓜rl突变体及其野生型嫩叶叶片进行转录组分析,共鉴定出129个与黄瓜叶形发育相关的差异表达基因,其中84个基因在rl突变体中显著上调,45个基因显著下调,这些基因在rl突变体中可能主要调控糖供应、氨基酸合成、生长素外排等途径从而影响了黄瓜圆叶叶形的发育进程。