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摘要
【目的】研究HD-Zip家族基因在甜瓜表皮毛发育过程中的表达模式和功能。【方法】利用生物信息学方法对甜瓜HD-Zip家族基因进行全基因组鉴定、染色体定位、系统进化分析、基因结构分析、理化性质分析、保守序列分析、顺式作用元件预测、共线性分析、蛋白互作网络预测和调控该家族基因的MicroRNA预测，并结合甜瓜不同组织部位和不同表皮毛材料的转录组分析及qRT-PCR验证，筛选与甜瓜表皮毛发育相关的基因。【结果】甜瓜基因组编码37个HD-Zip家族成员，不均等地分布在9条染色体上。该家族成员分为4个亚家族，各亚家族成员具有相似的基因结构和保守基序。共线性分析显示，甜瓜HD-Zip家族基因的形成存在着连锁遗传且伴随串联复制、片段复制等染色体复制事件的发生，其基因组进化过程与黄瓜高度相似。顺式元件分析显示，该家族成员含有与表皮毛发育相关的赤霉素、茉莉酸、脱落酸和水杨酸响应元件。调控HD-Zip家族基因的MicroRNA主要有miRNA166、miRNA17和miRNA395家族。不同表皮毛甜瓜材料的转录组分析显示，该家族中CmHDZ1、CmHDZ3、CmHDZ14、CmHDZ17和CmHDZ36基因在无表皮毛材料中表达显著下调，CmHDZ21、CmHDZ23和CmHDZ28基因表达显著上调。进一步在不同表皮毛材料的子房和叶片中的表达模式分析显示，与有表皮毛材料相比，CmHDZ5、CmHDZ14、CmHDZ17基因在无表皮毛材料中表达显著下调，CmHDZ22基因表达显著上调。【结论】甜瓜中编码37个HD-Zip家族基因，基于其在甜瓜不同组织部位和不同表皮毛材料中的表达模式分析，筛选到9个与甜瓜表皮毛发育密切相关的CmHDZs基因，其中CmHDZ1、CmHDZ14、CmHDZ17基因在无表皮毛甜瓜中的表达显著下调，可能参与赤霉素和茉莉酸途径介导的甜瓜表皮毛发育的正调控，CmHDZ22基因在无表皮毛甜瓜中表达显著上调，可能负调控表皮毛的发育。
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