黄瓜(Cucumis sativus L.)是一种重要的蔬菜作物,具有巨大的经济价值。在黄瓜的生长发育过程中,下胚轴长度和分枝性是重要的农艺性状。下胚轴是植株营养物质以及信号运输的重要通道,在植株苗期生长发育过程中,下胚轴过度伸长会影响幼苗的质量。此外,欧美等国家黄瓜栽培多采用爬地生长,倾向于多侧枝品种,侧枝结瓜产量高且适宜机械化一次性采收;而国内的黄瓜种植多采用吊蔓或缠蔓的方式,且依赖主蔓结瓜,生产上多选用少侧枝品种。因此,关于黄瓜下胚轴以及侧枝发育的研究内容具有较高的应用价值。前人研究中,拟南芥PhyB基因的突变导致下胚轴的伸长、分枝减少,而光敏色素B蛋白的突变对分枝的负面影响主要是由于芽生长能力降低和作用于芽的相关抑制程度增加,而不是芽的数量减少。为了进一步研究黄瓜CsPhyB基因对侧枝、下胚轴的调控机理,本研究采用基因编辑技术对黄瓜CsPhyB基因进行敲除,通过后代的选择和鉴定,筛选得到稳定遗传的转基因黄瓜株系,同时利用酵母文库筛选出CsPhyB的互作蛋白,为今后黄瓜侧枝、下胚轴的研究提供理论基础。主要研究结果如下:1、基因信息分析发现CsPhyB基因包含4个外显子,4KD025半抑制浓度个内含子,CDS序列3399bp。保守结构域分析显示CsPhyB蛋白主要结构域集中在C端。系统进化树表明黄瓜CsPhyB蛋白与同为葫芦科作物的甜瓜Cm PhyB蛋白亲缘关系最为密切。基因的表达模式分析显示CsPhyB在侧芽中的表达量最高,在顶芽中表达量最低。2、利用CRISPR/Cas 9基因编辑技术,设计一套双靶位靶点来敲除黄瓜CsPhyB基因,获得了2棵纯合编辑植株。2棵突变植株经检测发现均在第一个外显子处缺失核苷酸,从而导致氨基酸变化。通过对比野生型和纯合编辑植株的表型,发现突变体植株在侧枝、下胚轴、节间长、叶色、叶夹角等方面均存在差异,表现为植株侧枝数量无变化,绝大多数侧枝的伸长受到抑制、下胚轴明显伸长、叶片变黄、节间伸长、叶夹角变小。3、通过构建pGBKT7-CsPhyB-3诱饵载体,在黄瓜顶芽c DNA文库中筛选其互作蛋白。检测结果表明诱饵基因没有自激活现象以及对酵母生长无毒害作用,最终筛选出29种候选基因,对这29种候选基因进行初步分类,共获得11Bioresorbable implants种候选蛋白。4、蛋白序列比对显示黄瓜CsTCP2-like基因与拟南芥At TCP2的具有一定的相似性,可能参与调控黄瓜下胚轴的发育,因此将黄瓜Cselleck激酶抑制剂sTCP2-like作为候选基因。基因信息分析发现CsTCP2-like基因仅有1个外显子,无内含子,CDS序列1362 bp。保守结构域分析显示CsTCP2-like蛋白具有TCP家族特征。5、为进一步验证CsTCP2-like与CsPhyB互作关系,利用酵母双杂交、双分子荧光互补(Bi FC)试验进行了验证,结果表明CsPhyB与CsTCP2-like存在相互作用关系。6、基因的表达分析显示CsTCP2-like基因在侧芽和叶片中的表达量最高,在顶芽中表达量最低。CsTCP2-like基因与CsPhyB基因有相同的表达位置。以上研究内容有助于进一步阐明CsPhyB基因在黄瓜生长发育过程中的调控机制,同时为黄瓜CsTCP2-like基因的研究提供理论基础。